метастабильность Опции

[_andrew_]

Вопрос
Есть ли ссылки у кого по метастабильности(в идеале на русском)
и как с этим бороться

Проблема в следующем. у меня на входе 3 частоты, сморел осцилографом, вроде нормальные красивые
50Мгц 27Гц и еще строковая(не помню скока).
плис Spartan3
так вот через какое то время кадр сползает(верхний кадр внизу и наоборот, НО не по пол кадра, так треть к примеру и две трети). Сползаем сразу а не в процессе, а потом работаем стабильно с перевернутым кадром.
в общем мысль приходит грушить только на частоту.
есть ли еще какие нибудь "методы борьбы с частотами"?

[SM]

Я бы на Вашем времени все-таки сначала посмотрел на постоянную времени метастабильности для триггера и сравнил с временем прохождения U- расстояния между порогами. Может быть вероятность неприятностей окажется перенебрежима мала.

Да то, что она пренебрежимо мала, это и так факт.
Вопрос стал теперь в другом - надо проанализировать мою (реальную) схему еще раз на предмет теоретической возможности езды по метастабильности бесконечное время. Потому как отодвинутый куда угодно имульс к неприятностям точно не приведет. А короткий - приведет.

[Oldring]

Потому как отодвинутый куда угодно имульс к неприятностям точно не приведет.

Это не верно. Если Вы отодвините начало импульса сброса слишком близко к моменту сэмиплирования следующим триггером - нарушите условие времени подачи асинхронного сброса. Следующий в цепи триггер теоретически в такой ситуации может войти в метастабильность, так как сбрасываемый выход первого триггера попадет в его окно метастабильности.

[SM]

Это не верно. Если Вы отодвините начало импульса сброса слишком близко к моменту сэмиплирования следующим триггером - нарушите условие времени подачи асинхронного сброса.

Это и фиг с ним - цель сброса триггера это понижение потребления. Самое главное это информирование системы в целом о том, что сброс произведен. А оно произойдет гарантировано, если импульс имеет правильную длительность.

[Oldring]

Это и фиг с ним - цель сброса триггера это понижение потребления. Самое главное это информирование системы в целом о том, что сброс произведен. А оно произойдет гарантировано, если импульс имеет правильную длительность.

Понятно к чему Вы клоните. Задетектировать метастабильность и заресетить весь цифровой домен. Ну а вероятность метастабильности при выходе из ресета всех устраивает. В принципе при бесконечном времени отображение сигналов уже не обязано быть непрерывным. То есть вероятность появленения проежуточных состояний может стать нулевой.

Что произойдет на самом деле - нужно анализировать более детально. Пока не знаю.

[SM]

Что произойдет на самом деле - нужно анализировать более детально. Пока не знаю.

Поэтому я и говорю, что меня волнует лишь принципиальная возможность построения схемы, гарантировано дающей корректный по длительности импульс, неважно, с какой задержкой. Судя по всему она есть.

Ну а вероятность метастабильности при выходе из ресета всех устраивает.

Особенно, если еще и клокогенератор заресетить .

[Oldring]

Судя по всему она есть.

Не уверен.

Особенно, если еще и клокогенератор заресетить .

В принципе такая схема все равно не позволит реализовать гарантированно работающий синхронизатор для цифровых схем, так что шанс есть.

[SM]

Не уверен.

Да она видится в первом приближении по полной аналогии с горкой:

Имеем конденсатор C, в который может втекать ток I и -I соотв. при лог.1 и лог.0 на входе.
Имеем источник тока, управляемый компаратором, на один вход которого подается напряжение с конденсатора, на второй фиксированный порог.
В насыщениях - при U© < Uпор формируется ток -0.5I, при U©>Uпор +1.5I
Этот ток течет в тот же кондер С.

В результате, если кондер зарядился выше Uпор+дельта, то ток заряда станет >I, и поехали в насыщение. В метастабильности около такого напряжения, где ток от нуля -I компенсируется "недотоком" от 1.5 I можно болтаться сколько влезет.

Импульс сброса формируется, как U© > (Uпит+Uпор)/2 к примеру.
И еще формируется задержанный на заданный min_pulse, второй импульс сброса, который принудительно напрочь разряжает C.

[Oldring]

Да она видится в первом приближении по полной аналогии с горкой:

В принципе - да. Имея необратимость можно использовать сваливание в нее. Возможно за бесконечное время. Действительно, сброс самого детектора наверное можно сделать на одновибраторах, чтобы не использовать в схеме сброса сам сигнал и не порождать метастабильную траекторию. Нужно только не промахнуться с самым первым сбросом по напряжению питания.

Что же Вы сразу не сказали, что конструируете синхонизатор схемы сброса - это не совсем синхронизатор если можно ресетить весь цифровой домен разом в случае чего.

Я всегда подозревал, что асинхронщина - это недоцифра.
Потому что если переход может происходить в произвольное время - у такого сигнала есть существенный аналоговый параметр: время перехода. Единица переходит в нуль на бесконечности. И при попытке перейти в нормальный цифровой домен вероятны неприятности с синхронизацией. То есть спроектировать таким образом полноценный синхронизатор нельзя.

[des00]

Что же Вы сразу не сказали, что конструируете синхонизатор схемы сброса - это не совсем синхронизатор если можно ресетить весь цифровой домен разом в случае чего.

Простите что вмешиваюсь но уважаемый SM говорит вам об этом последние 10 страниц, и Вы только сейчас начинаете понимать то, что он сделал. Для меня Ваш слив в этом споре засчитан. %)

[Oldring]

Простите что вмешиваюсь

Не прощу

[dvladim]

Поддерживаю вот это:

Это не верно. Если Вы отодвините начало импульса сброса слишком близко к моменту сэмиплирования следующим триггером - нарушите условие времени подачи асинхронного сброса. Следующий в цепи триггер теоретически в такой ситуации может войти в метастабильность, так как сбрасываемый выход первого триггера попадет в его окно метастабильности.

Может, конечно, у SM и другой случай и насколько сигнал сброса отодвинут это не важно, но ведь есть схемы, где нужен обычный переход между доменами. Там-то что делать? Т.е. схема которую предлагает SM не универсальна, и использовать ее для передачи сигнала между доменами столь же небезопасно, как и обычный синхронизатор с метастабильностью на первом триггере?

[SM]

Т.е. схема которую предлагает SM не универсальна, и использовать ее для передачи сигнала между доменами столь же небезопасно, как и обычный синхронизатор с метастабильностью на первом триггере?

Ясное дело, универсальных схем не бывает. Однако эту схему, которая гарантирует корректный импульс, если метастабильность была, можно использовать еще и для для укорочения длины синхронизатора (в клоках, или в кол-ве последовательных триггеров), и следовательно уменьшении времени задержки между доменов, если возможно восстановление работоспособности, в случае, если информация о произошедшей метастабильности пришла в течение времени, превышающего длину синхронизатора в достаточно раз (для передачи импульса сброса в синхронный клокодомен без его полного сброса).

Второй вариант, что еще можно сделать. Если клоки на обоих сторонах периодические, то и недопустимая близость фронтов тоже периодическая. Значит эту периодичность выхода детектора можно "зацепить" через PLL с достаточной постоянной времени в захвате, чтобы не уходить из захвата от маловероятного единичного левого импульса.

[Oldring]

Может, конечно, у SM и другой случай и насколько сигнал сброса отодвинут это не важно, но ведь есть схемы, где нужен обычный переход между доменами. Там-то что делать? Т.е. схема которую предлагает SM не универсальна, и использовать ее для передачи сигнала между доменами столь же небезопасно, как и обычный синхронизатор с метастабильностью на первом триггере?

Если речь идет про FPGA (вообще-то тема раздела) - расслабиться и использовать классический синхронизатор из пары триггеров. Лучше всего в виде сдвигового регистра в одной ячейке - минимальное время распространение сигнала между ними обычно гарантирует достаточный запас времени для выхода из метастабильности. Метастабильность рассасывается экспоненциально быстро, нескольких дополнительных наносекунд для нормальных триггеров достаточно, чтобы среднее время между наблюдениями метастабильности превысило возраст Вселеной. Второй вариант - гарантировать достаточный запас по времени увеличив период клока относительно минимального для всей схемы или гарантировав такой дополнительный запас только для выходов первых триггеров домена. Если и так есть достаточный запас по времени на рассасывание метастабильности - синхронизатор вообще говоря не нужен. У SM на кристаллах очевидно очень микропотребляющие триггеры с широкой зоной метастабильности, в которой из-за активного целенаправленого зарезания сквозных токов ПОС триггера оказывается в переходной зоне крайне слабой, что приводит к очень большой постоянной времени рассасывания метастабильности таких триггеров. Поэтому поставив рядом второй быстрый триггер с достаточно высокой ПОС в переходной зоне, используемый только вблизи зоны метастабильности основного триггера, ему удается и вероятность метастабильности кардинально снизить, и уложиться в требования по микропотреблению. Я проектированием чипов не занимался - но вообще-то встречал в литературе упоминание про специализированные триггера с повышенной скоростью выхода из метастабильности, очевидно, речь идет про триггера с гарантированно сильной ПОС в переходной зоне. Ну и когда можно обойтсь аналоговыми мультивибраторами, как при детектировании ресета - можно обойтись вообще без метастабильности. Нужно только не промахнуться с доказательством её невозможности в конкретной схеме

[SM]

Я проектированием чипов не занимался - но вообще-то встречал в литературе упоминание про специализированные триггера с повышенной скоростью выхода из метастабильности, очевидно, речь идет про триггера с гарантированно сильной ПОС в переходной зоне.

Я думаю, что речь о том самом Razor FF (и Razor II) с детектором длительного нахождения в переходной зоне, самосъездом сметастабильной траектории по этому детектору и выходом Error.

Еще вариант для FPGA снаружи повесить детектор недопустимо близкого нахождения фронтов клоков.

[Oldring]

Еще вариант для FPGA снаружи повесить детектор недопустимо близкого нахождения фронтов клоков.

Зачем доводить войну с метастабильностями до фанатизма? KISS!