课件：数字逻辑6-3(1).ppt

1、Synchronize design for asynchronous inputChapter 6Sequential control design principlesSampling window If input of FF changed in sampling window,its state maybe metastableCome from other system：input device、internet、other computerMaybe changed at any timeAsynchronous signalSignal maybe lostSignal may

2、be changed in sampling windowAsynchronous signalSignal maybe lostSignal maybe changed in sampling windowAsynchronous signalChange the series signal to parallel signal:less changeSet a buffer area:more stableAsynchronous signalSynchronizer design3.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计对通知信号的接收和取消：长脉冲情况对通知信号的接收和取消：长脉

3、冲情况 设计上升沿检测器，对比前后设计上升沿检测器，对比前后2 2次触发输入次触发输入状态的变化，对发现的每个上升沿，输出一个状态的变化，对发现的每个上升沿，输出一个时钟周期的标准使能脉冲。时钟周期的标准使能脉冲。异步通知信号可能导致的效果异步通知信号可能导致的效果变化在时间窗口外，正常接收；变化在时间窗口外，正常接收；变化在时间窗口内：出现亚稳态变化在时间窗口内：出现亚稳态需要设置同步器，防止通知信号丢失需要设置同步器，防止通知信号丢失3.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计同步器工作状态分析同步器工作状态分析异步输入变化在时间窗口外，正常接收；异步输入变化在时间窗口外，正常接收；数

4、据接收和通知取消会推迟一个时钟周期。数据接收和通知取消会推迟一个时钟周期。3.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计同步器工作状态分析同步器工作状态分析异步输入变化在时间窗口内，产生亚稳态：异步输入变化在时间窗口内，产生亚稳态：亚稳态在下次时间窗口前消除亚稳态在下次时间窗口前消除:1:13.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计同步器工作状态分析同步器工作状态分析异步输入变化在时间窗口内，产生亚稳态：异步输入变化在时间窗口内，产生亚稳态：亚稳态在下次时间窗口前消除亚稳态在下次时间窗口前消除:0:03.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计同步器工作状态分析同步器工作状态分析异

5、步输入变化在时间窗口内，产生亚稳态：异步输入变化在时间窗口内，产生亚稳态：亚稳态在下次时间窗口前未消除：亚稳态在下次时间窗口前未消除：可能导致数据丢失，产生同步错误可能导致数据丢失，产生同步错误3.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计亚稳态时间容限与同步错误概率亚稳态时间容限与同步错误概率setupcombclkrtttt/0rtePP同步器设计：同步器设计：增大亚稳态时间容限以减小同步错误发增大亚稳态时间容限以减小同步错误发生的概率。生的概率。3.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计同步器设计同步器设计setupcombclkrtttt/0rtePP直接采用简单的直接采用简单的D D触发器可以缩短组合延迟时间触发器可以缩短组合延迟时间采用多个采用多个D D触发器级联可以使错误发生概率下降触发器级联可以使错误发生概率下降3.2 异步输入的同步化设计异步输入的同步化设计