电路出现亚稳态，然后稳定下来是一个错误的电平该怎么办？

hanx · 发表于 2023-9-21 16:37:12

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如果电路出现亚稳态，由于D触发器的结构，通过背靠背的反相器产生的正反馈一定会稳定在一个确定的值（这个值与输入无关），如果稳定在错误的值，那么一定会对后续的电路造成影响。

例如单比特跨时钟域，从慢时钟域跨到快时钟域，打两拍可以减小亚稳态的概率，如果第一级flop出现亚稳态，那么后续无论打多少拍都有可能得到一个错误的值？我不知道我这样的理解是否正确，希望大佬们指点指点！！

hanx · 发表于 2023-9-21 16:52:59

亚稳态如果给足够的时间是可以稳定在正确的状态吗（Q = D）？它的原理是怎样的？

dogdogdogodo · 发表于 2023-9-21 20:52:04

我是做模拟的，先给自己叠个甲，我的理解是打两拍等解决跨时钟域的方法是使亚稳态不影响后续的数据传输，不能使已经错误的状态变为正确

lipoi · 发表于 2023-9-21 22:54:01

应该是不能的，打拍只是能防止亚稳态传递到后级

kk2009 · 发表于 2023-9-22 04:48:39

异步时序电路用打2拍的情况下，应该是早一个cycle或者晚一个cycle采到正确的值，应该不影响功能，否则就是设计概念错了。

红红的西瓜 · 发表于 2023-9-22 15:52:40

我也是做模拟的，我说一下我的看法。
快时钟的第一个DFF可能采到数据沿，tsu/th不符合导致输出Q1可能出现亚稳态，但是这个亚稳态会在一段时间后锁定到高或者低，不希望这个Q1直接就打到后续组合逻辑，所以再串一个DFF，在第二个DFF时钟沿的前，已经有一个快时钟的周期T0给亚稳态恢复，这时候亚稳态大概率已经锁到"1"或者"0"，那么就避免了第二个DFF输出Q2出现亚稳态。
输出数据来说，Q2可能是如图所示。
如果有不对的地方，欢迎指出

hanx · 发表于 2023-9-25 10:51:49

kk2009 发表于 2023-9-22 04:48
异步时序电路用打2拍的情况下，应该是早一个cycle或者晚一个cycle采到正确的值，应该不影响功能，否则就是 ...

首先，感谢大佬的回复！！

但我想说，一旦发生亚稳态，亚稳态稳定下来的结果是不可预测的，可能是D触发器D的值，也可能是D的值取反。所以打两拍的意义是不让亚稳态继续传播下去，给后续的DFF一个稳定的值？

关于您说的采到正确的值，电路是怎么做到最终的输出是正确的呢？

robin0612 · 发表于 2023-9-26 11:24:58

即使第一拍出错，第二拍一定是对的。对于打两拍同步的信号，设计上不会太在意什么时候采对，只要最终能对就行。例如要一个上升沿跨时钟传递，能传递过去才是关键，而什么时候传递过去，是第一拍还是第二拍，并不会太影响。

hanx · 发表于 2023-9-26 16:38:52

robin0612 发表于 2023-9-26 11:24
即使第一拍出错，第二拍一定是对的。对于打两拍同步的信号，设计上不会太在意什么时候采对，只要最终能对就 ...

感谢您，我了解了

eerubbishtop · 发表于 2023-10-7 15:56:36

yes，go

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