觸發(fā)器空翻現(xiàn)象指什么？

觸發(fā)器空翻現(xiàn)象指什么？

觸發(fā)器空翻現(xiàn)象是指在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)電子器件中，由于信號(hào)傳遞速度限制，當(dāng)輸入的電平信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，觸發(fā)器并不能立即響應(yīng)，而是出現(xiàn)了一定時(shí)間的抖動(dòng)反應(yīng)，這種抖動(dòng)反應(yīng)的現(xiàn)象被稱為"觸發(fā)器空翻"。

在數(shù)字集成電路中，觸發(fā)器是一種非常常見的存儲(chǔ)器件，它具有輸入端、輸出端和時(shí)鐘輸入端。其中輸入端和輸出端呈現(xiàn)出一種狀態(tài)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)高電平時(shí)，觸發(fā)器才能夠響應(yīng)從輸入端的數(shù)據(jù)流，并使輸出端呈現(xiàn)出相應(yīng)的輸出狀態(tài)；否則當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)低電平時(shí)，觸發(fā)器不會(huì)響應(yīng)輸入端的數(shù)據(jù)流，保持輸出端原有的狀態(tài)。這種時(shí)序邏輯是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)電子器件的基礎(chǔ)。

在實(shí)際運(yùn)用中，觸發(fā)器的工作原理受到信號(hào)傳遞的速度限制，會(huì)導(dǎo)致輸入端的電平信號(hào)反應(yīng)產(chǎn)生一定的滯后時(shí)間。當(dāng)輸入端的電平信號(hào)從高電平狀態(tài)突然切換到低電平狀態(tài)時(shí)，觸發(fā)器并不能立刻響應(yīng)，而是會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)保持高電平狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候輸入端的電平已經(jīng)發(fā)生變化，而輸出端的狀態(tài)沒有跟隨輸入端狀態(tài)的變化而發(fā)生變化，這種反應(yīng)就是"觸發(fā)器空翻"。

觸發(fā)器空翻現(xiàn)象在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中是一個(gè)非常重要的問題，如果不加以防范和處理，會(huì)對(duì)芯片的性能產(chǎn)生直接的影響，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作出現(xiàn)問題。因此，在設(shè)計(jì)數(shù)字集成電路時(shí)，需要對(duì)這種問題進(jìn)行充分的考慮，避免因?yàn)橛|發(fā)器空翻而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能降低的情況。

為了降低觸發(fā)器空翻現(xiàn)象對(duì)芯片性能的影響，設(shè)計(jì)者通常會(huì)采用一些技術(shù)手段進(jìn)行處理。其中最常用的方法包括：引入冗余觸發(fā)器、嵌套觸發(fā)器、時(shí)鐘信號(hào)同步等。這些方法的共同目標(biāo)都是降低觸發(fā)器的輸入輸出延遲時(shí)間，使電路能夠更加快速地響應(yīng)輸入信號(hào)的變化。

引入冗余觸發(fā)器是一種常用的解決方法。通過在電路中增加多個(gè)觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的重復(fù)采樣和輸入輸出信號(hào)的多次緩存，以達(dá)到抑制觸發(fā)器空翻的效果。當(dāng)然，增加冗余觸發(fā)器也會(huì)提高芯片的成本和復(fù)雜度，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需權(quán)衡利弊，選取合適的方案。

嵌套觸發(fā)器也是一種常用的解決方法。它的原理是在信號(hào)傳輸路徑上添加一個(gè)或多個(gè)輔助觸發(fā)器，將原始輸入信號(hào)采樣后送入下一級(jí)觸發(fā)器。這樣可以將輸入信號(hào)從觸發(fā)器到達(dá)輸出端的時(shí)間延遲降到最小，并增加了電路穩(wěn)定性，提高了芯片的可靠性。

時(shí)鐘信號(hào)同步是一種處理方案，它的原理是通過特殊的電路設(shè)計(jì)，在時(shí)鐘信號(hào)同步時(shí)將每個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端與主時(shí)鐘信號(hào)的上升沿同步。這樣可以在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸入輸出信號(hào)傳輸，避免信號(hào)的交錯(cuò)和重疊而導(dǎo)致的觸發(fā)器空翻現(xiàn)象。

綜上所述，觸發(fā)器空翻現(xiàn)象是由于信號(hào)傳遞速度限制而導(dǎo)致的輸入輸出延遲現(xiàn)象，會(huì)對(duì)數(shù)字集成電路的工作效率和可靠性產(chǎn)生直接的影響。為了克服這種問題，設(shè)計(jì)者需要采用各種手段降低輸入輸出延遲時(shí)間，以提高芯片性能和可靠性。