Überqueren unabhängiger Domänenuhren (langsam bis schnell)

Ich habe 2 Zeitbereichsuhren (völlig unabhängig) und einen Bitstrom (einzelnes Bit)

Der erste Takt liegt bei 12,29 MHz.

Ich möchte es asynchron auf eine zweite Zeitdomäne umtakten.

Die Metastabilität wird mit 2 Flipflops (besser 3?) gelöst.
Für Datenverlust habe ich verstanden, dass der zweite Takt mindestens doppelt so schnell sein muss wie der erste Takt (also 24,6 MHz).

Kann ich mit dem oben Gesagten eine 100%ige Zuverlässigkeit erwarten?

Sie sagen, Sie möchten "es" neu takten. Sie möchten den 12,29-MHz-Takt neu takten, um die Flanken in eine neue Taktdomäne zu verschieben?
Ja, ich möchte, dass sich die Flanken der ersten Uhr ohne Datenverlust in der zweiten Zeitdomäne bewegen
Sie möchten Signale in die 2. Domäne abtasten, die aus der 1. Domäne stammen ... nicht den Takt der 1. Domäne abtasten, richtig?

Antworten (2)

Sie können nie 100 % Zuverlässigkeit erwarten, aber Sie können 99,99999 ... % Zuverlässigkeit erwarten.

Wie Sie im Bild unten (von hier ) sehen können, ist die MTBF proportional zur Taktfrequenz und Anzahl der Stufen. Es hängt auch von der "metastabilen Auflösungszeit" ab, die für eine schnellere Logik kürzer ist.

Mit ausreichend schneller Logik und genügend Synchronisationsstufen können Sie im Durchschnitt für einen Fehler in der Lebensdauer des Universums entwerfen. Denken Sie daran, dass Sie Ihre MTBF durch die Gesamtzahl der Geräte teilen müssen, wenn Sie mehr als ein Gerät betreiben.

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie sich von Infinite Improbability Drives fernhalten .

BEARBEITEN:

Was die Zuverlässigkeit einer 2X-Uhr betrifft, könnten Sie Pech haben und auf die ansteigende und abfallende Flanke der langsamen Uhr ausgerichtet sein und beide Synchronisationen auf das gleiche Niveau einschwingen lassen, wodurch der hohe oder niedrige Teil der langsamen Uhr verpasst wird. Wenn die schnelle Taktperiode kürzer ist als die minimale High- oder Low-Zeit der langsamen Uhr abzüglich der Setup- und Hold-Zeit für das synchronisierende FF, sehen Sie garantiert mindestens eine schnelle Taktperiode am Ausgang des Synchronisierers für jede Stufe von die langsame Uhr.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ja verstanden über Metastabilität und MTBF. Wie sieht es mit Datenverlust aus, wenn die zweite Uhr die doppelte Geschwindigkeit hat?

Hier ist eine Gleichung, die ich von einer Seite kopiert habe, die über Metastabilität spricht

Metastabilitätsgleichungen

Um zu bestimmen, wie oft ein Flip-Flop in einen undefinierten Zustand übergeht, setzen Sie die Daten in eine dieser Gleichungen ein, um die MTBF zu berechnen. Die erste Gleichung ist die allgemeine Berechnung, während die zweite eine Worst-Case-Eingangsdatenrate von der halben Taktfrequenz verwendet.

Metastabilitätsgleichungen

Metastabilität Definitionen

MTBF : Mean Time Between Failure
FD : Datenfrequenz
FC : Taktfrequenz
TP : Flip-Flop-Ausbreitungsverzögerung
tr : Auflösungszeit
dt : Verzögerungszeit zwischen Takten [Symbol Delta t]
tsu : Geräte-Setup-Zeit
g : Flip-Flop-Auflösungszeit [Symbol Gama]

Diese sind geräteabhängig. Die Auflösungszeit (unter anderem) muss über das Datenblatt (falls vorhanden) nachgeschlagen werden. Grundsätzlich gilt: Je schneller das verwendete Flipflop, desto besser die MTBF für eine gegebene Schaltung. Die schnelleren Gerätefamilien haben kürzere Setup- und Hold-Zeiten. Dies verringert das Auftretensfenster.

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