MTBF(平均故障間隔)とは

正解：C. 修理可能なシステムで、故障から次の故障までの平均動作時間

MTBF(Mean Time Between Failures)は、修理しながら使うシステムで、故障と故障の間の平均動作時間を表し、大きいほど信頼性が高いことを示します。故障から修理完了までの平均時間はMTTR、修理しない部品の故障までの平均時間はMTTFと呼びます。MTBFは平均値なので、その時間までは故障しないという意味ではなく、最初の故障までの最短時間とも違います。

正解：A. メタステーブルが収まるのに使える時間が約1周期増え、MTBFは指数関数的に長くなる

同期化回路のMTBFは、おおよそ MTBF = e^(t_r/τ) ÷ (T_0 × f_clk × f_data) で表されます。t_r はメタステーブルが収まるのに使える時間、τ と T_0 はフリップフロップの特性で決まる定数です。段を1つ増やすと t_r が約1周期延びます。例えば τ = 20 ps で t_r が 1 ns 増えれば、MTBFは e^50 倍、つまり10の21乗倍以上に延びます。1段目がメタステーブルになる確率は変わりませんが、その先へ伝わる前に収まる確率が大きく上がるのです。