时序逻辑电路的亚稳态
深入探讨了时序逻辑电路中的亚稳态问题。亚稳态是指触发器在输入信号违反建立或保持时间要求时,输出进入不确定的中间状态,通常由跨时钟域信号传递或异步输入引起。文章详细分析了亚稳态的危害、概率模型(MTBF),并重点介绍了解决方案,包括使用双触发器或多级同步器处理单bit信号,以及采用格雷码、握手协议或异步FIFO处理多bit数据。最后,文章总结了设计规范、最佳实践和验证方法,强调正确的跨时钟域处理对确保数字系统可靠性的重要性。
我在真实开发中遇到的问题、思考与解决方式。
深入探讨了时序逻辑电路中的亚稳态问题。亚稳态是指触发器在输入信号违反建立或保持时间要求时,输出进入不确定的中间状态,通常由跨时钟域信号传递或异步输入引起。文章详细分析了亚稳态的危害、概率模型(MTBF),并重点介绍了解决方案,包括使用双触发器或多级同步器处理单bit信号,以及采用格雷码、握手协议或异步FIFO处理多bit数据。最后,文章总结了设计规范、最佳实践和验证方法,强调正确的跨时钟域处理对确保数字系统可靠性的重要性。
本文详细讲解了奇偶校验(Parity Check)的基本原理、实现方法和应用场景。奇偶校验是一种简单但有效的错误检测机制,广泛应用于数字通信、存储系统和数据传输中。它通过添加一个额外的校验位来检测数据在传输或存储过程中是否发生了单比特错误。文章通过代码示例对比了两者的执行机制,并总结了各自的适用场景、潜在风险及设计规范,强调正确选择赋值方式对避免竞争条件和确保电路行为符合预期至关重要。
本文详细讲解了Verilog中阻塞赋值(=)与非阻塞赋值(<=)的核心区别。阻塞赋值在组合逻辑中使用,其特点是立即执行并阻塞后续语句,模拟顺序行为。非阻塞赋值在时序逻辑中使用,其特点是所有赋值在块结束时并行更新,模拟硬件触发器的并发翻转。文章通过代码示例对比了两者的执行机制,并总结了各自的适用场景、潜在风险及设计规范,强调正确选择赋值方式对避免竞争条件和确保电路行为符合预期至关重要。
详细介绍了数字电路中的译码器设计。译码器是一种组合逻辑电路,能将二进制输入代码转换为特定的输出信号,常用于端口扩展(如用3-8译码器以3个I/O控制8个LED)。文章重点讲解了3-8译码器和4-16译码器的Verilog实现,包括模块定义、真值表、代码设计(使用case语句和always块)以及功能仿真。同时,文中分析了组合逻辑电路中因信号传播延迟不一致可能产生的竞争冒险(毛刺)现象,并探讨了其成因与应对思路。
本文详细介绍了Verilog中`case`、`casex`和`casez`语句的区别。这些语句用于实现多路选择逻辑,但它们在处理'无关项'(don't care)时的行为有所不同。理解它们的区别对于编写可靠的可综合代码至关重要。