關(guān)于不同類型的時鐘討論

　　圖2 “與”門門控時鐘

　　圖3 “或”門門控時鐘

　　圖2和圖3 的波形圖顯示出有關(guān)的建立時間和保持時間的要求。這兩個設(shè)計項目的地址線必須在時鐘保持有效的整個期間內(nèi)保持穩(wěn)定（nWR和nWE是低電平有效）。如果地址線在規(guī)定的時間內(nèi)未保持穩(wěn)定，則在時鐘上會出現(xiàn)毛刺，造成觸發(fā)器發(fā)生錯誤的狀態(tài)變化。另一方面，數(shù)據(jù)引腳D［1．．n］只要求在nWR和nWE的有效邊沿處滿足標準的建立和保持時間的規(guī)定。

　　我們往往可以將門控時鐘轉(zhuǎn)換成全局時鐘以改善設(shè)計項目的可靠性。圖4 示出如何用全局時鐘重新設(shè)計 圖2 的電路。地址線在控制D觸發(fā)器的使能輸入，許多PLD設(shè)計軟件，如MAX PLUSII軟件都提供這種帶使能端的D觸發(fā)器。當(dāng)ENA為高電平時，D輸入端的值被鐘控到觸發(fā)器中：當(dāng)ENA為低電平時，維持現(xiàn)在的狀態(tài)。

　　圖4 “與”門門控時鐘轉(zhuǎn)化成全局時鐘

　　圖4 中重新設(shè)計的電路的定時波形表明地址線不需要在nWR有效的整個期間內(nèi)保持穩(wěn)定；而只要求它們和數(shù)據(jù)引腳一樣符合同樣的建立和保持時間，這樣對地址線的要求就少很多。

　　圖5給出一個不可靠的門控時鐘的例子。3位同步加法計數(shù)器的RCO輸出用來鐘控觸發(fā)器。然而，計數(shù)器給出的多個輸入起到時鐘的作用，這違反了可靠門控時鐘所需的條件之一。在產(chǎn)生RCO信號的觸發(fā)器中，沒有一個能考慮為實際的時鐘線，這是因為所有觸發(fā)器在幾乎相同的時刻發(fā)生翻轉(zhuǎn)。而我們并不能保證在PLD/FPGA內(nèi)部QA，QB，QC到D觸發(fā)器的布線長短一致，因此，如圖5 的時間波形所示，在器從3計到4時，RCO線上會出現(xiàn)毛刺（假設(shè)QC到D觸發(fā)器的路徑較短，即QC的輸出先翻轉(zhuǎn)）。

　　圖5 不可靠的門控時鐘

　?。ǘ〞r波形示出在計數(shù)器從3到4改變時，RCO信號如何出現(xiàn)毛刺的）

　　圖6 給出一種可靠的全局鐘控的電路，它是圖5不可靠計數(shù)器電路的改進，RCO控制D觸發(fā)器的使能輸入。這個改進不需要增加PLD的邏輯單元。

　　圖6 不可靠的門控時鐘轉(zhuǎn)換為全局時鐘

　?。ㄟ@個電路等效于圖5電路，但卻可靠的多）