@Maksim45554

В устройстве, описанном с помощью Verilog, при моделировании, возникает ситуация, которую можно наблюдать на эпюре во вложении. По фронту синхроимпульса (те,что снизу) должны считываться с "линии" (сверху) значение битов и записываться в регистр (последнее не столь важно).
Преподаватель говорит, что у меня НЕ реализовано "стробирование по фронту", что " сигнал должен фиксироваться по фронту (переходу с 0 на 1) синхросигнала. У Вас не так. На диаграмме, например, видно, что первая единица на линии line будет потеряна". Последнего я вовсе не понял, потому что, изначально я сам и подразумевал, что единица и не будет записана, будет записан именно ноль,. Подскажите пожалуйста, что здесь имеется ввиду?

Миниатюры

 

0

@Skryp

все просто, когда передний фронт третьего синхроимпульса равен 1 у вас на line =0. данные считываются обычно по переднему фронту. То, что буквально через доли такта появится на linе импульс уже ничего не решает, в регистре будет 0. Ваш импульс на line должен начинаться с передним фронтом, а в идеале на пол такта раньше, чтобы к приходу переднего фронта синхроимпульса уже данные были установлены

0

@Skryp

Вот типичная диаграмма

Миниатюры

 

1

@alexey6689

Диаграмма в общем случае рабочая, но плохо подходит для высоких скоростей. Поскольку считывание данных в ней происходит в середине окна данных (строго говоря даже позже, ведь t13 не нулевое), быстродействие приемника должно быть более чем вдвое выше возможного (tsetup составляет лишь время между окончанием t13 и фронтом синхроимпульса).
Если считывание данных сделать по спадам импульса, требования к приемнику будут существенно более низкими (tsetup составит время между t13 и спадом синхроимпульса).

Если говорить о диаграмме ТС, то под , на мой взгляд, понимается как раз то, что сигнал входных данных должен обновляться одновременно с фронтом тактового сигнала.

Тогда в ваш регистр будет записываться то состояние, которое было в течение некоторого времени до фронта тактового сигнала (tsetup) и некоторое время после (thold). thold у большинства устройств может быть нулевым, но не должно быть отрицательным, то есть сигнал на входной линии данных может обновляться в новое состояние ровно в момент фронта тактового сигнала, но не раньше.

У вас обновление сигнала данных происходит в самое плохое время - как раз незадолго до фронта тактового сигнала. Если у вашего изделия tsetup меньше времени между изменением сигнала данных и фронтом тактового сигнала - будет записываться одно значение, если tsetup больше - другое. А если tsetup примерно равен времени между изменением сигнала и фронтом тактового сигнала - будет неопределенное состояние. А ведь оно зависит от температуры, напряжения питания, партии, конкретного экземпляра... Поэтому всегда надо стараться максимально отдалить момент изменения состояния линии данных от фронта тактового сигнала. Как максимум, как уже написано выше, на момент собственно фронта тактового сигнала. Тогда tsetup составит длительность периода тактовой частоты - максимально возможное значение в рамках синхронного дизайна.

1

@Skryp

На самом деле такая диаграмма правильная, особенно на высоких частотах. Есть такое понятие как jitter (дрожание) и чем больше частота, температура тем больше джитер, поэтому всегда работать надо по центру данных иначе промахи будут часто.

1

@alexey6689

Влияние джиттера на частотах до сотен МГц несущественно, конечно в грамотно построенной системе. Нынешняя DDR4 SDRAM память имеет время между циклами чтения/записи в 300 пс и менее и "промахи" там бывают, судя по нормально работающим компам, нечасто. Это я именно про джиттер, который составляет в "быстрых" системах первые десятки пс и менее. Время фронта/спада тактовой частоты и сигналов данных существенно превышает его, хотя конечно и их можно считать джиттером.

Я не встречал данных о зависимости джиттера от температуры, хотя какая-то она наверное есть. Зависимость от частоты не очевидна.

Теперь про фронты тактовой частоты и окна сигналов данных. Данные, которые система принимает кто-то формировал, и формировал их этот "кто-то" по тактовым сигналам, которые выходят из него вместе с линиями данных (повторю, мы говорим о нормально построенной системе). Пусть будет по фронту.
Это означает, что сигнал на линии данных уже на выходе этого "кто-то" задержан относительно фронта такового сигнала (ведь он выходит с триггера, который вносит задержку, а тактовый сигнал идет напрямую). Несильно, но задержан. Ожидать, что эта задержка под влиянием каких-то факторов (температура, джиттер, напряжение питания и т.д.) вдруг станет нулевой или отрицательной едва ли следует.
Значит, если в приемнике достаточно иметь thold=0, вы гарантированно будете принимать достоверные данные.

Если данные надо принимать и по фронту и по спаду - у вас вообще нет выбора.

Если говорить о совсем больших частотах, где уже действительно появляется "окно", надо наверное использовать "специально обученные блоки" для приема-передачи данных. Всякие сериализаторы/десериализаторы и прочее. В задаче ТС речь вроде не о гигагерцах.

1