亚稳态的世界

亚稳态的世界

1.1 简介

同步系统中输入信号总是满足触发器的时序要求，不会发生亚稳态。

异步系统中，由于数据和时钟的关系不固定，所以可能会出现违反建立时间和保持时间的现象，出现亚稳态。

1.2 亚稳态理论

并非所有不满足建立和保持时间的输入变化都会导致亚稳态。

触发器是否进入亚稳态和返回亚稳态所需时间取决于生产器件的工艺技术与外界环境。

一般触发器都会在一个或者两个时钟周期内返回亚稳态。

信号在一个时钟域变化的时候刚好在另一个时钟域采样，就会出现亚稳态。

1.3 亚稳态窗口

即建立时间和保持时间对应的时间窗口。窗口越大，进入亚稳态的概率越高。一般工艺越先进，亚稳态窗口越小。

1.4 计算MTBF

MTF(Mean/Average Time Between Failures)平均无故障时间。

1.5 避免亚稳态

亚稳态产生场景

• 输入信号是异步信号
• 时钟偏移/摆动（上升/下降时间）高于容限值。
• 信号在两个不同频率或者相同频率但是相位和偏移不同的时钟域下跨时钟域工作。
• 组合延迟使触发器的数据输入在亚稳态窗口内发生变化。

亚稳态无法根除，但可以减小发生概率。

异步信号处理手段

1.6 亚稳态测试电路

1.7 同步器类型

1.8 亚稳态/综合性建议