কেন ক্যাসকেডিং ডি-ফ্লিপ ফ্লপগুলি মেটাস্টেবিলিটি প্রতিরোধ করে?


15

আমি বুঝতে পারি মেটাস্টেবিলিটি কী তবে বুঝতে পারছি না কীভাবে একসাথে ফ্লিপ ফ্লপের সংযোগ স্থাপন এটি হ্রাস করে?

যদি প্রথম ফ্লিপফ্লুপের আউটপুট মেটাস্টেবল হয় তবে এটি দ্বিতীয়টির ইনপুট হিসাবে ব্যবহৃত হবে। তবে আমি দেখতে পাচ্ছি না যে 2 য় ফ্লিপ ফ্লপ কীভাবে এই ইনপুট দিয়ে কিছু করতে সক্ষম হবে এবং এটিকে স্থিতিশীল করে তুলবে।

আগাম ধন্যবাদ!


2
: সর্বদা Buridan এর গাধা উল্লেখ করার সুযোগ খুঁজছেন en.wikipedia.org/wiki/...
copper.hat

উত্তর:


11

मेटाস্টেটিবিলিটি 'নিরাময়' করা যায় না, তবে আপনি যদি দীর্ঘক্ষণ অপেক্ষা করেন তবে এটির সম্ভাবনাটি নির্বিচারে ছোট করা যেতে পারে। একবার আপনি মহাবিশ্বের যুগে একবারে নামলে এটি সম্ভবত আপনার সমস্যার কারণ হওয়ার সম্ভাবনা কম।

এটি তার পয়েন্টে পেন্সিলকে ভারসাম্য করার মতো। এটি পড়ে যাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে এবং আপনি যত বেশি অপেক্ষা করবেন, দাঁড়িয়ে থাকার সম্ভাবনা তত কম।

দীর্ঘক্ষণ অপেক্ষা করার ক্ষেত্রে দুটি সমস্যা রয়েছে এবং এর মধ্যে একটি মৌলিক।

মূল সমস্যাটি হ'ল যদি আপনার অবিচ্ছিন্ন বাহ্যিক ব্যবস্থা থেকে আউটপুট প্রাপ্ত একটি ক্লকড সিস্টেমে আপনার যদি একটি একক মেমরি উপাদান (ল্যাচ বা ফ্লিপ-ফ্লপ থাকে তবে তারা উভয়ই মেটাস্টাবিলিটিতে ভুগছেন), তবে আপনি শারীরিকভাবে অপেক্ষার সময়ের নীচের সীমাটি নির্ধারণ করতে পারবেন না কখনও কখনও বাহ্যিক সংকেত ল্যাচিং নিয়ন্ত্রণ প্রান্তের কাছাকাছি একটি রূপান্তর তৈরি করে। এটি অপেক্ষার জন্য আপনাকে অন্য একটি ফ্লিপ-ফ্লপের সিগন্যালটি পাইপলাইন করতে হবে। এটি আপনাকে গ্যারান্টিযুক্ত এক ক্লকচক্রের ন্যূনতম অপেক্ষা করার সময় দেয়।

দ্বিতীয় সমস্যাটি হ'ল প্রায়শই আপনি যত তাড়াতাড়ি একটি সিস্টেম চালানোর চেষ্টা করছেন এবং দ্বিতীয় ফ্লিপ-ফ্লপটিতে পর্যাপ্ত সময় দেওয়ার জন্য সিস্টেমের ক্লক রেটটি কমিয়ে আনা যায় না। থ্রুপুটটি হ্রাস না করে প্রয়োজনীয় কিসের জন্য সিগন্যাল বিলম্বিতা বাড়ানোর একমাত্র উপায় হ'ল অপেক্ষার আরও ধাপে পাইপলাইন করা।

কিছু লোকের ফ্লিপ-ফ্লপের মধ্যে কী ঘটছে তা কল্পনা করতে সমস্যা হয়। মেটাস্টেবিলিটি প্ররোচিত করার দুটি উপায় রয়েছে এবং এগুলি উভয়ই ফ্লিপ-ফ্লপ বিধি লঙ্ঘনের সাথে জড়িত। একটি উপায় হ'ল ইনপুট সেটআপ লঙ্ঘন এবং সময় ধরে রাখা, যখন ফ্লিপ-ফ্লপ প্রত্যাশিত ইনপুটটি স্থিতিশীল হয়। অন্যটি হ'ল ইনপুট যুক্তি স্তরকে লঙ্ঘন করা, ফ্লিপ-ফ্লপ ডেটা ইনপুটটিকে একটি মধ্যবর্তী ভোল্টেজ স্তরে বসানো। একটি ফ্লিপ-ফ্লপ যা মেটাস্টেবল হতে চলেছে তা পরবর্তী ফ্লিপ-ফ্লপে ক্যাসকেড করতে তার আউটপুটটিতে উভয় প্রকারের লঙ্ঘন তৈরি করতে পারে।


6
উদাহরণস্বরূপ, যখন আমি চিপ ডিজাইনের কাজ করছিলাম তখন আমি 'ক্লাস ক্রসিংয়ের' মালিকানাধীন ছিলাম, আমরা গণিতটি করেছিলাম, প্রতিটি ফ্লপের সিঙ্ক্রোনাইজার ব্যর্থতার সম্ভাবনাগুলি খুঁজে পেয়েছিলাম, ফ্লপের গোষ্ঠী ইত্যাদি ইত্যাদি ফলাফল কী দেখত তা দেখেছি looked হতে ... বেশিরভাগ ডিসপ্লেতে একটি পিক্সেল বার্বল হয়ে যেতে পারে, শেষ পর্যন্ত চিপ জুড়ে সমস্ত পথ প্রতি দুই বছরে প্রায় একবার নেমে আসে - এটি উইন 95 এর জন্য একটি গ্রাফিক্স কার্ড ছিল যা সেই সময়টির চেয়ে বেশি সময় ধরে থাকতে পারে না couldn't প্রায় এক দিন আমরা স্থির করেছিলাম যে কেউ 2 বছরের এমটিবিএফ এমনকি একটি সিঙ্ক্রোনাইজারও খেয়াল করবে না।
তানিওয়া

7
এছাড়াও একটি বিষয় যা কারও উল্লেখ করা হয় না তা হ'ল নিখুঁত খারাপ ক্ষেত্রে মেটাস্টেবিলিটি ব্যর্থতার সাথে ঘটে ... কখনও কখনও সিঙ্ক্রোনাইজার ব্যর্থতার ফলে একটি নির্বিকার উচ্চ ফ্রিকের অভ্যন্তরীণভাবে ঝাঁকুনির ফলে সাধারণ ডিজিটাল উচ্চ এবং নিম্ন স্তরের স্তরে স্তরে সরে যায় - যদি এটি আপনার উচ্চ- অ্যান্টি-মেটাস্টেবিলিটি সিঙ্ক্রোনাইজার ফ্লপগুলি অর্জন করুন যে শোরগোলের বুজি বিপর্যয়টি সমস্ত প্রবাহের ফ্লপগুলিকে সংক্রামিত করতে পারে (স্টাফ ফ্যানগুলি হিসাবে) প্রচুর বর্তমান অঙ্কন এবং এমনকি সম্ভাব্যভাবে অতিরিক্ত
উত্তাপ

@ নীল_উকে আপনি ল্যাচ শব্দটি ব্যবহার করেন যা আমার মনে হয় বিভ্রান্তিকর। আমার চেনাশোনাগুলিতে একটি ল্যাচ হ'ল একটি অ্যাসিনক্রোনাস উপাদান। আমি তাদের পরিষ্কার করার জন্য ফ্লিপ-ফ্লপ বলব।
জালালিপপ

1
@ জালালিপপ আমি ল্যাচটি ফ্লিপ-ফ্লপ বোঝাতে ব্যবহার করছিলাম, যদিও এটির ব্যবহার শুরু করার পর থেকে দশকের দশকে এর অর্থ পরিবর্তিত হতে পারে। যদিও আমি সম্মত হই যে 'ল্যাচ' সাধারণত অ্যাসিনক্রোনাস স্বচ্ছ প্রকারকে বোঝায়, তারা সক্ষম ইনপুটটির 'ল্যাচিং' প্রান্তে যদি ডেটা পরিবর্তন করে তবে তারাও মেটাস্টাবিলিটি থেকে ভোগেন। একটি মাস্টার স্লেভ ফ্লিপ-ফ্লপটি সাধারণত ঘড়ি দ্বারা অ্যান্টিফেসে চালিত এক জোড়া ল্যাচ থেকে অভ্যন্তরীণভাবে নির্মিত হয়। এটি উল্লেখ করার জন্য ধন্যবাদ, আমি স্পষ্ট করার উত্তরটি পরিবর্তন করব।
নীল_উউক

@ তামিঝা ল্যাচগুলি সমাধান করার চেষ্টা করার সাথে সাথে অভ্যন্তরীণ আচরণগুলি পরিষ্কার করার জন্য আপনি ডায়াগ্রাম এবং সময়ের ধ্রুবক এবং গণিতের সাথে একটি উত্তর সরবরাহ করতে পারেন? আপনাকে অবশ্যই দেখাতে হবে (কীভাবে আপনি অবশ্যই জানেন) কীভাবে লুপ লাভ এবং পুনর্জন্মের সময় ধ্রুবক এবং গোলমাল মেঝে (তাপ এবং ভিডিডি) সমাধানের ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।
অ্যানালগ সিস্টেমেসরাফ

9

এটি সংকেত প্রকৃতপক্ষে ব্যবহার না হওয়া অবধি আরও সময় দেওয়ার দ্বারা সার্কিটকে প্রভাবিত করে এমন मेटाস্টেবিলিটির সম্ভাবনা হ্রাস করে। দুটি ফ্লিপ-ফ্লপ সহ, এটি সিগন্যাল স্থিতির জন্য পুরো অতিরিক্ত ঘড়ির চক্রকে মঞ্জুরি দেয়। তিনটি দিয়ে এটি দুটি অতিরিক্ত ঘড়ির চক্রের অনুমতি দেয়।


2
ভাল উত্তর. গুরুত্বপূর্ণ বিষয়টি হ'ল मेटाস্টেটিবিলিটি প্রতিরোধ করা হয় না , আমরা কেবল সম্ভাব্যতাটিকে একটি গ্রহণযোগ্য পর্যায়ে হ্রাস করি।
এলিয়ট অলডারসন

1
সুতরাং ক্যাসকেডিং ফ্লিপপ্লপগুলি 0 এবং 1 এর মধ্যে স্থির হওয়ার সিগন্যালের জন্য সময় দেয় তবে এটি কোনও ভুল মান সমাধান করে না? যেহেতু একটি मेटाস্টেবল সিগন্যাল উভয় পথেই পড়তে পারে?
ওয়াউটার এ

2
@ ওয়াটারএ যদি এটি মেটাস্টেবল হয় তবে উভয় মান সঠিক।
ব্যবহারকারী 253751

4
আমি মনে করি না এটি একটি ভাল উত্তর, কেবলমাত্র প্রথম ফ্লপই এক্ষেত্রে ইনপুট সিগন্যালের নমুনা দিচ্ছে। উপরে যেভাবে ঘটছে তা উল্লিখিত যেমন রয়েছে মেটাস্ট্যাবিলিটি হবার সম্ভাবনা রয়েছে (ফ্লপের অভ্যন্তরীণ প্রতিক্রিয়া লুপগুলি, ঘড়ির গতি এবং ইনপুট থ্রেশহোল্ডগুলির মধ্যে যে জিনিসটি নমুনাযুক্ত জিনিসটি পাস হচ্ছে তার উপর নির্ভর করে) এটি কোনও নির্দিষ্ট ফ্লপের (আশাবাদী) এ ছোট সংখ্যা <1 = পি - দুটি ফ্লপ আমাদের
এমএসকে

4

তারা আউটপুটকে প্রভাবিত করতে মেটাস্টেটিবিলিটি প্রতিরোধ করে না, তবে তারা ঘটনার মধ্যে গড় সময় বাড়িয়ে তুলতে পারে যেহেতু মেটাস্টেবিলিটি তুলনামূলকভাবে দীর্ঘকালীন হতে হবে।

তিনটি (বা আরও বেশি) ভালভাবে ডিজাইন করা ফ্লিপ-ফ্লপকে ক্যাসকেড করা ঘটনার মধ্যবর্তী সময়ের পৃথিবীর বয়সের মতো কিছুতে বাড়িয়ে তুলতে পারে।


আপনার ঘড়ির হার এবং প্রক্রিয়া প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে। আপনার এমটিবিএফের জন্য একটি ফ্লিপ-ফ্লপ পর্যাপ্ত পরিমাণে হতে পারে, যতক্ষণ আপনি স্লিপকে উচ্চ রাখেন।
জালালিপপ

নিবন্ধন করুন আসল আইইইই পেপারে কিছু আসল পরীক্ষার তথ্য রয়েছে (এখন খুব তারিখের)। ডিওআই: 10.1109 / টিসি.1983.1676187
স্পিহরো পেফনি

@ জালালিপপ: সাধারণত এটি এমন সমস্যা যা আপনি যখন স্লিট সময়ের গ্যারান্টি দিতে না পারেন তার সাথে আরও প্রাসঙ্গিক ... যেমন সিআইপিইউ কোর এবং এসওসি-র মধ্যে যোগাযোগ করে যে ফিফো যখন সম্পর্কিত ঘড়িগুলি লক করা না থাকে তখন এফ অ্যাসোক্রোনাস ডিজাইন। অন্যথায় আপনি কেবল একটি শক্ত সেটআপ সময় নির্ধারণ করেন এবং গ্যারান্টি মেটাস্টেটিবিলিটি ঘটবে না।
jbord39

হ্যাঁ, মেটাস্টেবিলিটি একটি অ্যাসিনক্রোনাস ইন্টারফেসের জন্য উদ্বেগ। আমি যে স্ল্যাকটিকে উল্লেখ করি তা হ'ল ফ্লিপ ফ্লপের পরে সিঙ্ক্রোনাস লজিকের স্ল্যাক। যদি আপনার স্ল্যাক বেশি হয় তবে মেটাস্টেবিলিটি ইভেন্টটি আপনার বাকী নকশাটিকে প্রভাবিত করার আগেই মারা যাবে।
jalalipop

2

কারণ প্রথম ফ্লিপ-ফ্লপটি মেটাস্টেবল হলেও, স্থির হওয়ার জন্য ঘড়ির সমস্ত সময়কাল থাকবে। দ্বিতীয় ফ্লিপ-ফ্লপের প্রথম ফ্লিপ-ফ্লপের নমুনাগুলির মধ্যে এর আউটপুট ইতিমধ্যে স্থিতিশীল হতে পারে।


1

আপনি যদি मेटाস্টেটিবিলিটির উত্তেজনা চান তবে দুটি স্লো ইনভার্টার দুটি কার্যকর করুন, তাদের পিছনে থেকে পিছনে সংযুক্ত করুন এবং ভিডিডি / 2 এ তাদের (সিমুলেশন হিসাবে) পক্ষপাত করুন। তারপরে বাইসিংটি সরান, এবং লজিক 1 এবং লজিক 0 স্তরের সমাধানের গতিটি দেখুন। আপনাকে ভিডিডি / 2 বাদে প্রাথমিক বায়াস ভোল্টেজ বাছাই করতে হতে পারে।

যদি আপনার 2 বা 3 ফ্লিপফ্লপগুলি ঘড়ির সময়ের সাথে তুলনা করে স্বল্প হয়, জীবন সমস্যা থেকে ভরা হতে পারে।


1

मेटाস্টেবিলিটিটির সহজ অর্থ হ'ল, যদি আপনার নির্দিষ্ট সময় উইন্ডোর মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সময় উইন্ডোর সাথে সম্পর্কিত তথ্য স্থানান্তর হয় তবে আউটপুট একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য ঘড়ির প্রান্তের পরে খারাপ আচরণ করবে। যাইহোক, উইন্ডো একটি নির্দিষ্ট বিরতি নয়। বরং, একটি খারাপ মান (দোলক বা মধ্যবর্তী ভোল্টেজ স্তর) হওয়ার সম্ভাবনা সময়ের সাথে তাত্পর্যপূর্ণভাবে হ্রাস পায়। সুতরাং, আপনি যদি একটি ঘড়ির সাথে সংকেতটি নমুনা করেন এবং তারপরে দ্বিতীয় ফ্লিপ-ফ্লপটিতে ঘড়িটি প্রয়োগ করার আগে কিছুটা অপেক্ষা করুন, আপনি কোনও পছন্দসই (তবে শূন্য নয়) সম্ভাবনার পক্ষে খারাপ বিট হওয়ার সম্ভাবনা হ্রাস করতে পারেন। প্রয়োজনীয় সময় যদি খুব দীর্ঘ হয় তবে আপনি সিরিজে 3 বা আরও বেশি ফ্লিপ-ফ্লপ ব্যবহার করতে পারেন।

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.