タイミング解析とCDC

同じ送り側のドメインから来た2本の制御信号を、それぞれ別の2段同期化回路で受け、受け側でANDをとって使う設計の問題点として正しいものはどれか。

  1. AANDゲートを通るとメタステーブルが増幅され、受け側の回路全体が不安定になり続ける
  2. B送り側で同時に変わった2本が受け側では1サイクルずれて見えることがあり、本来ありえない組み合わせが現れる
  3. C2本の信号は受け側で必ず同じサイクルにそろうので、問題は起きない
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正解:B. 送り側で同時に変わった2本が受け側では1サイクルずれて見えることがあり、本来ありえない組み合わせが現れる

別々に同期化した信号が受け側で再び合流することをリコンバージェンス(収束)と呼びます。2本が送り側で同時に変わっても、それぞれの同期化回路で新旧どちらに決まるかは独立なので、受け側では一方だけが変わったサイクルが生じえます。例えば2本が0→1と1→0に同時に変わると、前後ともANDは0のはずなのに、1が1サイクル出ることがあります。対策は、1本にまとめて同期化してから分けるか、グレイコードのように1ビットだけ変わる符号にすることです。

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