违反时建立并保持时间输出

考虑一个具有输入信号X的上升沿触发D触发器，其建立时间为20 ns，保持时间为0 ns。输出是什么？

C是周期为40 ns的时钟信号。

在第6个上升沿期间，我们看到数据（或X）在从1变为0之前的20 ns（设置时间）内不稳定，因此输出是不可预测的，对吗？

当我问我的教授时，他说触发器的输出将是20 ns之前的输入（X）值，此处为1。

他说的对吗？

如果触发器的建立时间为20 ns，则意味着数据必须在捕获时钟沿之前至少20ns稳定。类似地，保持时间是时间量，在出现时钟沿后数据必须保持稳定。因此，它们共同定义了一个“ setup-hold-window”，其中数据必须保持稳定。

如果数据在此窗口内更改/切换，则输出不可预测或亚稳态。

在您的问题中，第6个时钟沿之前的设置窗口中的数据切换表示输出不可预测。

你的教授需要减少草药。

由于数据在设置时间内变化，并且由于设置时间是时钟需要稳定数据之前的最短时间，因此无法确定输出是零还是1。实际上，它甚至可能进入亚稳态并振荡。

如果数据在建立和保持时间之间稳定，则D锁存器制造商保证D锁存器的输出是可预测的，即数据手册中所述。

如果在设置保持窗口期间数据发生变化，则输出可能为实数0或1，但制造商未对此进行断言。

它只能是实数0或1，不能保证。输出可能会变为亚稳态。这意味着，除了数据手册中引用的正常传播延迟之外，还可能存在有限且不可预测的额外时间，为此，由该输出驱动的两个门可能会对其是0还是1做出不同的决定。这是一件坏事。

如果输入满足建立和保持时间要求，则输出实质上是“保证”的，以反映输入；如果输入满足设置和保持时间要求，则该输出实际上是“保证”的。如果违反设置时间，则无法保证行为或完全可预测，如您所说。

您的教授在某种程度上可能是“可能的”，他可能会表达输出信号很可能最终成为的信号，特别是如果他将建立时间解释为对触发器行为的确定性描述，而不是最低要求，可能会从一组条件变化到下一组条件。但是您的解释和直觉确实可以达到目标。建立和保持时间通常用于表示最小值/最大值，对于这些最小值/最大值，可以在过程/电压/温度变化中可靠地预测其行为，并且只要输入违反它们，就不能可靠地预测输出。

如果触发器从输入到时钟沿生效的时间通常有20ns的延迟，那么输出最有可能最终成为输入在时钟沿之前“大约”（最多）20ns的延迟，如您的教授所建议。但是为设备指定的唯一一件事是，如果满足建立和保持时间，则输出将跟随输入。

因此，我想换句话来说，你们俩都可能在一定程度上是对的，但是您的解释是100％对的，而您教授的回答只是“可能”对，而他的回答对的程度是-正如您所说-不可预料的。

（当然，从实践意义上而非学术意义上讲，您只会在设计中使用该答案，在该设计中，在该时钟周期内将输出设为“大约1”是可以接受的，而没有任何说明这种可能性的大小或位置没有任何可能使触发器“暂时”进入亚稳状态的实际后果。这些应用程序往往更为罕见。）

输出将是未知的，模拟器将通过将输出值设置为“ X”来反映此情况。