在數位電路中,從結構上來講,為什麼DFF有建立時間和保持時間的要求?

時間 2021-06-06 06:26:11

1樓:賈賈賈

個人覺得有兩個方面吧,不一定說的對~

首先在晶元中,最基本的單元就是暫存器了,或者DFF~在DFF外和內部都存在著時延。

1.外部延時

不同的DFF之間傳輸資料走線是有一定的時間延時的,當傳輸資料為1bit時還好,當傳輸資料為多個並行bit時,每個bit資料走線不同延時也就不同,不能保證每個bit都同時到達下一暫存器的輸入埠,因此需要讓各個位的資料都在時鐘延到來之前先到達暫存器輸入埠,保證下一暫存器都成功採到各個bit的準確資料

2.內部延時

乙個DFF的內部可以表達為以下結構(我畫的不一定對,但差不多是這個意思):

當時鐘為高電平時,左邊的三態門開啟,右邊的關閉,將輸入訊號採集進來並保持,輸出關閉。

當時鐘為低電平時,左邊三態門關閉,右邊開啟,將左邊的採集資料輸出,輸出保持。

左右兩邊配合,實現了在乙個時鐘週期內採集資料並輸出。可以看到,在乙個週期內訊號經歷了好幾個閘電路,每個閘電路都為CMOS結構,CMOS電晶體的開關是需要時間的,造成一定延時。

此外,真實的數位電路中還存在時鐘偏移等問題,比較複雜。因為真實電路中有各種延時存在,並非為理想環境,因此需要做時序約束,滿足上公升時間和保持時間。上公升時間是為了讓暫存器能夠準確採集到訊號,至於為什麼要有保持時間,請琢磨一下我解釋的DFF內部時延,即明白

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