亚稳态有哪些解决办法

shufeng123

最近在网上看了一些硬件笔试题中，问如何解决亚稳态的问题，有人给出的答案中有降频使用，我不明白为什么降频使用可以解决亚稳态的问题。

falloutmx

毛刺对高速信号影响大

orlye

降频不能解决吧……
只要有异步电路就可能有亚稳态。
应该是在异步过渡的地方好好处理。

hover99

多级同步，频率一定级数越多采到亚稳态的概率越小，一般采用2-3级。

xuyo

亚稳态主要是建立或保持时间不满足导致的，不一定是频率的问题，具体问题具体分析

sunny_hua

要看什么原因了，就算是同步电路，setup time holdtime不满足，也会出现亚稳态，异步电路就更要考虑了，不同情况处理不同，你懂得

笨小孩

亚稳态在异步电路中是不可避免的，不管用什么同步电路去同步异步信号，都会出现亚稳态。那同步电路的作用是什么呢？其实是为了不让亚稳态传播。
两级同步电路的思想其实是为了给亚稳态留出足够的时间，好让亚稳态变成稳定态。一般情况下亚稳态持续的时间很短，所以两级DFF同步之后的信号基本上不会出现亚稳态，可以给后级使用。这里用两级DFF的目的就是给亚稳态留出一个DFF的工作时钟周期，如果第一级DFF的输出出现亚稳态，那么在一个时钟周期内，让亚稳态变成稳定态。这样第二级DFF采样第一级DFF的输出时，第一级DFF的输出早就稳定了，因此不会出现亚稳态的传播。所以在用两级同步电路对异步信号做了处理后，降低同步电路的工作时钟，就可以给亚稳态留更多的时间让它变成稳定态，因此可以起到使电路更稳定安全的效果。

纯个人理解，若哪里说的有不正确的地方请指正，谢谢！

chinaleo

对，亚稳态是无法避免的，只能降低出现的频率

shufeng123

亚稳态平均无故障时间(The metastability MTBF,即为由亚稳态决定的平均无故障时间)的公式：
MTBF=etMET/C2/(C1*fclk*fdata)    (tMET/C2是e的上标)

C1 和C2 是常数，依赖于器件工艺和操作环境。
fCLK 和fDATA 参数取决于设计规格: fCLK 是接收异步信号的时钟域的时钟频率，fDATA 是异步数据的翻转频率(toggling frequency)。更快的时钟速率和更快的数据翻转(faster-toggling data)会降低平均无故障时
间。
tMET 参数是亚稳态转稳定时间(vailable metastability settling time)，或者说时序裕量大于寄存器Tco 可
以让潜在的亚稳态信号达到稳定值的时间。tMET 对同步链来说就是链中每个寄存器输出时序裕量的
和。

从这个公式来看降频使用是降低亚稳态的一种方法。

shufeng123

在一次面试时遇到这个问题，我当时说可以降频使用，可那面试官说降频使用不是解决亚稳态的一种方法，现在想想应该是可以的。