什麼是亞穩態

正反器未遵守設定時間或保持時間時,輸出在一段時間內既不是 0 也不是 1 而無法確定的狀態。對於非同步訊號,以兩級正反器同步化來因應。

日文名稱: メタステーブル

「亞穩態」出現在1領域的2道練習題中(邏輯電路等)。

這個名詞所屬的領域: 邏輯電路

練習亞穩態的題目

下列哪一項是對正反器設置時間的正確說明?

  1. A時脈邊緣之後,資料必須持續保持的最短時間
  2. B時脈邊緣之前,資料輸入必須保持穩定的最短時間
  3. C從開啟電源到開始動作的時間
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正確答案:B. 時脈邊緣之前,資料輸入必須保持穩定的最短時間

正反器要正確取入資料,資料必須從時脈邊緣前一段時間起就保持穩定,這就是設置時間。當資料路徑的延遲超過時脈週期減去設置時間的值時即違規,放慢時脈即可解決。邊緣之後資料必須保持的時間是保持時間,只要有一項不滿足,就會造成取入錯誤的值或亞穩態。

以正反器接收非同步訊號時,因無法滿足設置時間或保持時間,導致輸出暫時無法確定是0還是1的狀態,稱為什麼?

  1. A亞穩態
  2. B突波
  3. C閂鎖效應
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正確答案:A. 亞穩態

在亞穩態下,輸出會停留在中間電壓,或需要很長時間才會確定。原理上無法完全避免,只能讓機率隨著解決所需時間呈指數下降。因此非同步訊號以串接兩級以上正反器的同步電路接收,即使第一級不確定,到第二級為止確定的機率也能提高到足夠高(使平均故障間隔達數千年以上)。多位元的資料則以FIFO或交握(handshake)來傳遞。

解析中的「亞穩態」

出現「亞穩態」的題目(2題)

  1. 下列哪一項是對正反器設置時間的正確說明?
  2. 以正反器接收非同步訊號時,因無法滿足設置時間或保持時間,導致輸出暫時無法確定是0還是1的狀態,稱為什麼?

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