Gruppe von Flipflops, die vom selben Takt oder von Takten mit fester Frequenz- und Phasenbeziehung getrieben werden. Die Übergabe eines Signals zwischen zueinander asynchronen Taktdomänen erfordert einen Synchronisierer.
Japanische Bezeichnung: クロックドメイン
„Taktdomäne“ kommt in 5 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Timing-Analyse und CDC.
Fachgebiet: Timing-Analyse und CDC
Antwort: A. Weil die Gefahr besteht, dass die Empfangsseite einen kurzzeitigen Glitch am Ausgang der kombinatorischen Logik als gültigen Wert übernimmt
Innerhalb derselben Taktdomäne klingen Glitches bis zur nächsten Taktflanke ab und sind kein Problem. Bei der Übernahme mit einem asynchronen Takt ist jedoch nicht bekannt, wann die Flanke kommt, sodass ein kurz auftretender 1-Impuls auf einem Signal, das eigentlich 0 sein sollte, übernommen werden kann. Grundsätzlich werden domänenübergreifende Signale daher direkt vom Ausgang eines Flipflops der Sendeseite ausgegeben. Metastabilität tritt nicht jedes Mal auf, und auch CDC-Verifikationstools warnen vor kombinatorischer Logik vor dem Synchronisierer.
Antwort: A. Die Bits werden in unterschiedlichen Zyklen übernommen, sodass Zwischenwerte wie 1111 oder 0000 empfangen werden können
Bei einem 2-stufigen Synchronisierer ist für jedes Bit einzeln unbestimmt, ob eine Änderung an der aktuellen oder an der nächsten Flanke übernommen wird. Bei der Änderung von 0111 auf 1000 ändern sich alle 4 Bits, sodass für 1 Zyklus Werte wie 1111, 0000 oder 0100 empfangen werden können, bei denen nur ein Teil der Bits den neuen Wert hat. Verwendet die Empfangsseite diesen Wert, kommt es zu Fehlfunktionen. Metastabilität klingt mit der Zeit zu 0 oder 1 ab. Zählerstände werden in Gray-Code umgewandelt, sodass sich nur 1 Bit ändert; für beliebige Daten werden Handshake oder asynchroner FIFO verwendet.
Innerhalb derselben Taktdomäne klingen Glitches bis zur nächsten Taktflanke ab und sind kein Problem.
Was ist der richtige Grund dafür, dass der Ausgang kombinat…Synchronisierer Metastabilität Handshake Gray-Code Asynchrones FIFO CRPR (Clock Reconvergence Pessimism Removal) False Path Kritischer Pfad MTBF (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) Multicycle-Pfad