文章目錄

• 一、建立時間與保持時間
• 二、亞穩態現象
• 總結

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一、建立時間與保持時間

建立時間（set up time）是指在觸發器的時鐘信號上升沿到來以前，數據從不穩定到穩定所需要的時間，一般用$T_{su}$表示。

保持時間是指在觸發器的時鐘信號上升沿到來之后，數據保持穩定后的持續時間，一般用$T_h$表示。

如果建立時間或者保持時間不能滿足實際需求，數據就無法準確地輸入到觸發器中，造成亞穩態的問題。

輸出響應時間是指觸發器的輸出在c時鐘上升沿到來之后，在多長的時間內發生變化，也即觸發器的輸出延時，一般用$T_{co}$表示。

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二、亞穩態現象

數字器件的信號傳輸都會有一定的時序要求，從而保證每個寄存器將捕獲的輸入信號正確輸出。為了確保可靠的操作，輸入寄存器的信號必須在寄存器的建立時間之前保持穩定，并且持續到時鐘沿之后，也就是寄存器的保持時間之后才能改變，而該寄存器的輸入反映到輸出則需要經過一定的延時，也就是輸出響應時間。如果數據信號的變化違反了建立時間或者保持時間的要求，那么寄存器的輸出就會處于亞穩態。此時，寄存器的輸出會在高電平1和低電平0之間盤旋一段時間，這也意味著寄存器的輸出達到一個穩定的高或者低電平的狀態所需要的時間會大于正常情況下的輸出響應時間。

在同步系統中，輸入信號總是能夠達到寄存器的時序要求，所以亞穩態不會發生。亞穩態問題通常發生在一些跨時鐘域信號的傳輸上。由于數據信號可能在任何時間到達異步時鐘域的目的寄存器，所以設計者無法保證滿足建立時間和保持時間的要求。然而，并非所有違反寄存器的建立時間和保持時間要求的信號都會導致輸出亞穩態。某個寄存器進入了亞穩態后重新回到穩定狀態的時間取決于器件的制造工藝與工作環境。在大多數情況下，寄存器將會快速地返回穩定狀態。

寄存器在時鐘沿采樣數據信號好比一個球從小山的一側拋到另一側。

如下圖所示：

小山的兩側代表著數據的穩定狀態，包括，舊的數據值或者新的數據值。山頂代表亞穩態。如果球被拋到山頂上，它可能會停在山頂上，但實際上它只要稍微有些動靜就會滾落到山底。在一定時間內，球滾得越遠，它達到穩定狀態的時間也就越短。

總結

當違反了寄存器的建立時間或者保持時間時，通常情況下就會出現亞穩態現象，這時，寄存器數據既有可能是高電平，也有可能是低電平。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的建立时间、保持时间与亚稳态的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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