“按时计时”是什么意思?


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在我的演讲笔记中,我一直在读“不要按时完成”。我尝试在Internet上搜索,但无法找到此短语的确切含义。



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@ user129048在此站点上还有其他与此主题相关的问题。简而言之,如果您限制时钟,则会有延迟,这很糟糕。大多数FPGA都有专用的时钟线,门控时钟将不使用这些线。
电压峰值

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就像您使用闸门让您的狗/马/等进出一样,如果闸门打开,它们也可以通过。时钟和复位只是与其他信号一样传递到逻辑模块的信号。您可以允许或阻止该时钟继续运行,而不让其过去。防止另一侧的逻辑将该信号作为输入。
old_timer

Answers:


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“门控时钟”意味着在时钟线上放置一个逻辑门以将其打开或关闭。

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

上图显示了AND和OR用于门控时钟。一个将时钟拉低,另一个将时钟拉高。

为了防止时钟脉冲太高或太“短”(“欠脉冲”),我们必须确保:

  • 与门的控制信号应仅在时钟为低电平时改变。
  • 或门的控制信号仅在时钟时才应改变。

门控时钟对于降低CMOS中的功耗非常有用,因为时钟停止时逻辑保持“安静”。您会发现现代综合工具具有自动插入时钟门控的特殊选项。

原理图

模拟该电路

上面是两个电路,可安全地生成门控时钟。电路依赖于这样的事实,即控制信号从寄存器中发出的延迟很小(时钟到Q)。因此,当时钟具有已知极性时,控制信号在门处改变。


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很好的答案。我将仅介绍门控时钟的功耗优势。IC中的时钟网络,尤其是在诸如微处理器之类的复杂时钟网络中,可能确实非常庞大。如此之大,以至于已经显示出来(很抱歉,我手头没有参考资料),仅时钟网络的切换就可以构成总功耗的30%。即使由它计时的实际逻辑无关,也要消耗掉它。寄存器和输出完全不变。选通时钟可以完全禁用网络受影响部分的时钟,从而大大降低了功耗。
ultimA

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@Curd:当OP读取“不对时钟进行门操作”时,教授的意思是“不要像在单个逻辑门中那样按字面方式对时钟进行门操作”。那是很好的建议。实际上,“时钟门控”是指“禁用时钟”或能够做到这一点,出于功耗原因,强烈建议这样做,只要您知道如何正确进行即可(也就是说,不使用逻辑门,但具有足够的逻辑以避免时钟线上出现小跑和毛刺)。
ultimA

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我不得不在这里猜测教授为什么这样说:时钟门控虽然在这里很简单,但是却有很多陷阱。因此,它非常皱眉。在ASIC设计(我来自哪里)中,它只能由应该被信任的工具完成,或者由主要高级工程师(也可以被认为可以信任他们知道自己在做什么)来完成。
Oldfart '18

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@oldfart这很可能是解释。特别是,如果OP为FPGA类,它不太可能,他们应该永远被门控时钟。
mbrig

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@MITURAJ,时钟门控当然可以在设计输入中完成。我认为您是在描述应该执行的操作,而不是“通常”执行的操作。FPGA的自由性使任何人都可以实施坏主意。有很多不好的设计。
TonyM

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在这种情况下,门控意味着将信号通过逻辑门进行控制。

通过2输入与门的一个输入将其传递给另一输入上的控制位,以强制与门输出为低电平或使信号通过和流出。可以通过“或”门完成类似的功能,其中信号被强制为高电平或让其通过。

因此,对时钟进行门控意味着将其强制为低/高或使其通过。

不选钟是个好建议。可以做到这一点,要小心并充分了解可能的后果。其中包括将时钟信号带入门控时钟域时的亚稳定性,以及由时序驱动的合成/布局带来的更糟糕的结果。

但是几乎总是有其他方法可以实现与控制时钟相同的电路控制,而没有所有这些风险和惩罚。


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这意味着:
请勿使用“与”或“或”门(或更复杂的组合术语)从另一个时钟信号中导出时钟信号。

该规则的原因是,组合项的多个输入之间的竞争条件可能会导致多个时钟沿(毛刺),而您只希望有一个时钟沿。


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如果拒绝投票的人能够用这个答案解释他认为错了的地方,那就太好了。
凝乳

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对于高速而言,这意味着不要添加逻辑门,因为逻辑门可能会导致竞态条件(使用原始时钟处理数据)而导致竞态条件,而逻辑门不会增加时钟的传播延迟。


我从未听说过时钟门控这样使用,您是否有资料来源?
BeB00

@ BeB00:只是谷歌“时钟选通故障免费”,你会发现很多
凝乳


这是我的第一个想法,以前没有听说过该术语,但是有时需要缓冲,在这种情况下,门控的意图可能不仅仅是缓冲。倾斜和边缘特性可能会因简单的缓冲而发生变化,无论如何都需要考虑。
KalleMP
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