cpld信号完整性测试,电源完整性测试,时序性测试

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冒险往往会影响到逻辑电路的稳定性。时钟端口、清零和置位端口对毛刺信号十分敏感,任何一点毛刺都可能会使系统出错,因此判断逻辑电路中是否存在冒险以及如何避免冒险是设计人员必须要考虑的问题。

如何处理毛刺
我们可以通过改变设计,破坏毛刺产生的条件,来减少毛刺的发生。例如,在数字电路设计中,常常采用格雷码计数器取代普通的二进制计数器,这是因为格雷码计数器的输出每次只有一位跳变,消除了竞争冒险的发生条件,避免了毛刺的产生。

毛刺并不是对所有的输入都有危害,例如D触发器的D输入端,只要毛刺不出现在时钟的上升沿并且满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害,我们可以说D触发器的D输入端对毛刺不敏感。 根据这个特性,我们应当在系统中尽可能采用同步电路,这是因为同步电路信号的变化都发生在时钟沿,只要毛刺不出现在时钟的沿口并且不满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害。 (由于毛刺很短,多为几纳秒,基本上都不可能满足数据的建立和保持时间)

去除毛刺的一种常见的方法是利用D触发器的D输入端对毛刺信号不敏感的特点,在输出信号的保持时间内,用触发器读取组合逻辑的输出信号,这种方法类似于将异步电路转化为同步电路。 4给出了这种方法的示范电路,图5是仿真波形。

如前所述,**的设计方案,如采用格雷码计数器,同步电路等,可以大大减少毛刺,但它并不能完全消除毛刺。 毛刺并不是对所有输入都有危害,例如D触发器的D输入端,只要毛刺不出现在时钟的上升沿并且满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害。因此我们可以说D触发器的D输入端对毛刺不敏感。但对于D触发器的时钟端,置位端,清零端,则都是对毛刺敏感的输入端,任何一点毛刺就会使系统出错,但只要认真处理,我们可以把危害降到直至消除。下面我们就对几种具体的信号进行探讨。

1.3 清除和置位信号在FPGA的设计中,全局的清零和置位信号必须经过全局的清零和置位管脚输入,因为他们也属于全局的资源,其扇出能力大,而且在FPGA内部是直接连接到所有的触发器的置位和清零端的,这样的做法会使芯片的工作可靠、性能稳定,而使用普通的IO脚则不能保证该性能。

FPGA的设计中,除了从外部管脚引入的全局清除和置位信号外在FPGA内部逻辑的处理中也经常需要产生一些内部的清除或置位信号。清除和置位信号要求象对待时钟那样小心地考虑它们,因为这些信号对毛刺也是非常敏感的。

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发布时间
2023-12-17 02:55
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电子产品检测
编号
40789729
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