И снова про метастабильность, Почему 2 триггер "защищает" от метастабильности. Опции

[Flip-fl0p]

Помогите разобраться с метастабильным состоянием. Я прочитал кучу статей, но так и не понял главного. Почему второй триггер позволяет уменьшить вероятность возникновения метастабильности ?
Допустим у нас нарушены параметры времени установки или удержания сигнала данных для триггера и он переходит в так называемое метастабильное состояние.
Далее до прихода второго синхросигнала у нас возможны 3 варианта развития событий.
1 вариант. У нас триггер так и остался в метастабильном состоянии и эта неопределенность на выходе передается на второй триггер. Что будет на выходе второго триггера зависит лишь от параметров его транзисторов. Триггер прочитает это состояние как 0, или как 1. Либо так-же перейдет в метастабильное состояние
2 вариант. Триггер побыл в метастабильном состоянии и до прихода второго синхроимпульса решил переключится в состояние 1. С приходом второго синхросигнала значение выхода первого триггера передалось на второй триггер. И все работает как положено.
3 вариант. Триггер решил переключитсья в состояние нуля. В этом случае с приходом второго синхроимпульса триггер передал ноль в следующий регистр. И этот ноль является ошибкой.
Вот читаю я статьи про метастабильность и никак не могу понять, что же делает такого особенного второй триггер, что на его выходе получается правильный сигнал ? Может я что-то не понимаю ?

[justontime]

Наверное, спрошу глупость, но, тем не менее, метастабильность может возникнуть только в триггере ?

А если, условно говоря, на один из входов логического "И" придет единица практически в тот же момент, когда со второго входа она исчезнет, не может получиться, что этот элемент перейдет в метастабильное состояние ?

[Shivers]

Наверное, спрошу глупость, но, тем не менее, метастабильность может возникнуть только в триггере ?

Метастабильность бывает только у триггеров (бистабильных элементов). При этом, все равно какой триггер - Шмитдта, на элементах И, ИЛИ, либо сделанный на проходных ключах и двунаправленных буферах. Абсолютно любой триггер может попасть в метастабильное состояние, это доказано с помощью математики в Theory of metastable Operations.

Условие для возникновения метастабильного состояния - энергии переключающего импульса(ов) недостаточно, чтобы полностью переключить триггер, но и обратно в стабильное состояние триггер вернуться уже не может, и как бы подвисает в некоем устойчивом состоянии между логическим нулем и единицей. Время выхода из метастабильного состояния определяется распределением по Пуассону и может теоретически достигать бесконечности. На практике всегда присутствуют тепловые токи, которые выводят триггер из метастабильного состояния.

Можно рассчитать вероятность попадания триггера в метастабильное состояние. К примеру, такой расчет проводят для CDC - Clock Domains Crossing. Двух триггеров достаточно, чтобы метастабильность возникала раз в несколько лет, трех триггеров - раз в несколько миллионов лет. Но всегда остается шанс, что даже три триггера не защитят от метастабильности на выходе.

При напряжении "0.5" все транзисторы, на которое это напряжение поступает, будут полуоткрыты, что повлечёт за собой жуткое потребление тока и сильный нагрев микросхемы (микросхема гипотетически может повредиться,

Сопротивление открытых КМОП каналов очень велико и токи низкие, поэтому никакого жуткого потребления и нагрева нет.
Метастабильность плоха только неправильной интерпретацией схемы логического уровня - к примеру вместо 0 схема отработала 1, это считается сбоем.