Circuiti e flip-flop metastabili

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Questions and Answers

Cosa rappresenta la formula fc = 1/T?

La frequenza di clock (correct)

Il tempo di setup

Il ritardo di propagazione del segnale

Il tempo di hold

Qual è il vincolo sul tempo di setup?

Tc = tpcq + tpd + tsetup

Tc - tpcq - tpd - tsetup

Tc ≤ tpcq + tpd + tsetup

Tc ≥ tpcq + tpd + tsetup (correct)

Cosa rappresenta il termine tpcq?

Il tempo di hold

Il tempo di commutazione del segnale

Il tempo di propagazione del segnale

Il ritardo di propagazione da clock a Q (correct)

Che cos'è un sincronizzatore?

Un dispositivo che riceve un ingresso asincrono e un clock per produrre un'uscita Q Signup and view all the answers

Cosa succede se D cambia durante il tempo di apertura nel sincronizzatore?

Q assume un valore TRUE o FALSE, ma non può assumere un valore metastabile Signup and view all the answers

Che cos'è un valore metastabile?

Un valore intermedio e instabile Signup and view all the answers

Qual è il vincolo sul tempo di hold?

tccq + tcd ≥ thold Signup and view all the answers

In una macchina alla Moore, quali tabelle sono necessarie?

Entrambe le tabelle degli stati e delle uscite Signup and view all the answers

Perché sono necessari i sincronizzatori?

Per garantire dei livelli logici corretti Signup and view all the answers

Qual è il proceso che avviene in un flip-flop quando Il clock ha un fronte di salita?

Il flip-flop copia D sull'uscita Q a ogni fronte di salita del clock Signup and view all the answers

Che cosa influisce sulla scelta della codifica degli stati in una FSM?

Il progetto hardware Signup and view all the answers

Che cosa rappresenta il tempo di apertura di un elemento sequenziale?

Il tempo di setup e il tempo di hold Signup and view all the answers

Perché è importante che il periodo del clock sia abbastanza lungo?

Per permettere ai segnali di stabilizzarsi Signup and view all the answers

Che cos'è lo sfasamento del clock?

La differenza di tempo fra i fronti di salita del clock Signup and view all the answers

Che cosa rappresenta il tempo di ciclo (Tc)?

Il tempo fra i fronti di salita del clock Signup and view all the answers

In una macchina alla Mealy, quali tabelle sono necessarie?

Una tabella unica di stati e uscite Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il comportamento di un circuito sincrono che presenta un segnale di clock?

Il circuito cambia il suo stato logico solo ai bordi di salita o di discesa del segnale di clock. Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'metastabilità' in un flip-flop?

Uno stato intermedio non definito, in cui il flip-flop non è né 0 né 1. Signup and view all the answers

Come può essere ridotto il rischio di metastabilità in un circuito sincrono?

Utilizzando un clock più lento. Signup and view all the answers

Qual è il vantaggio principale del parallelismo spaziale in un sistema di elaborazione?

Consente di elaborare più compiti contemporaneamente. Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'dipendenza' nel contesto del parallelismo?

La dipendenza di un'azione da un'altra azione che deve essere completata prima. Signup and view all the answers

Quale tipo di parallelismo è più adatto per la divisione di un compito complesso in una sequenza di sotto-compiti che vengono eseguiti in modo concatenato?

Parallelismo temporale. Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'latenza' nel contesto di un sistema di elaborazione?

Il tempo necessario per l'elaborazione di un token dal punto di ingresso al punto di uscita. Signup and view all the answers

Quale dei seguenti è un esempio di logica sequenziale?

Un circuito che memorizza un bit di informazione. Signup and view all the answers

Study Notes

Logica Sequenziale

In uno stato di metastabilità, il valore di uscita del circuito oscilla tra due valori logici possibili, senza stabilizzarsi su nessuno dei due.
Un sincronizzatore può essere costruito utilizzando due flip-flop per garantire che l'uscita sia stabile e valida.

Parallelismo

Il parallelismo è un modo di lavorare in cui più token vengono elaborati contemporaneamente per aumentare la capacità produttiva.
Esistono due tipi di parallelismo: spaziale e temporale.
- Parallelismo spaziale: vengono utilizzate più copie dell'hardware per elaborare più lavori contemporaneamente.
- Parallelismo temporale: ogni compito viene diviso in fasi come una catena di montaggio (pipelining).
Il problema principale del parallelismo è dato dalle dipendenze tra le azioni.

Progettazione di una FSM

Per progettare una FSM, è necessario:
- Identificare gli ingressi e le uscite.
- Disegnare un diagramma degli stati.
- Scrivere le tabelle delle transizioni e delle uscite.
- Decidere la codifica degli stati.
- Scrivere le espressioni booleane per la logica di stato prossimo e la logica di uscita.
- Disegnare lo schema della rete.

Temporizzazione della Logica Sequenziale

Un flip-flop copia D sull'uscita Q a ogni fronte di salita del clock.
Il tempo di apertura di un elemento sequenziale viene definito da un tempo di setup e da un tempo di hold.
Il periodo del clock deve essere abbastanza lungo da permettere a tutti i segnali di stabilizzarsi.
Il vincolo sul tempo di setup è dato da: Tc ≥ tpcq + tpd + tsetup.
Il vincolo sul tempo di hold è dato da: tccq + tcd ≥ thold.
I sincronizzatori sono dispositivi che ricevono un ingresso asincrono D e un clock CLK per produrre un'uscita Q entro un certo periodo di tempo.
Il valore metastabile è un valore intermedio e instabile che può essere assunto da un circuito digitale quando si verifica una transizione di stato.

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Description

Il valore di uscita del circuito oscilla tra due valori logici possibili senza stabilizzarsi su nessuno dei due. La figura mostra un modo semplice di costruire un sincronizzatore a partire da due flip-flop.