Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

de Alejandro Javier Goday Ruiz -
Número de respuestas: 7

No me queda claro por qué en el examen de diciembre de 2013, en las cotas inferiores para T, aparecen tiempos mínimos de setup (tsetupmin).

Mi opinión es que en dichas cotas debería aparecer solamente tsetup (que es más alto que tsetupmin), así nos cubrimos con una condición más restrictiva para acotar inferiormente a T.

¿Qué estoy pensando mal?

Desde ya muchas gracias.

Saludos,

Alejandro.

En respuesta a Alejandro Javier Goday Ruiz

Re: Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

de Franco La Paz -

Hola Alejandro,

El objetivo es encontrar la frecuencia máxima, que es lo mismo que el periodo mínimo (T).

El tiempo de setup en un FF indica la diferencia en tiempo entre que la señal a la entrada al FF queda fija y llega un flanco activo de reloj.

En el ejercicio, se indica que para que el dato se copie correctamente a los FF, este tiempo no puede ser menor a un tsetupmin. Por eso, tsetupmin juega en la limitación del T mínimo.

Saludos,
Franco

En respuesta a Franco La Paz

Re: Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

de Alejandro Javier Goday Ruiz -
Franco, gracias por contestar.

Lo que yo digo es que tsetup ya cumple que es mayor que tsetupmin según la letra.
Si yo se que tsetup>tsetupmin y tuviera estas dos inecuaciones

T \geq x + tsetup

T \geq x + tsetupmin

La primer inecuación impone una cota más restrictiva (un mínimo más alto) para T que la segunda.

Si yo uso la cota inferior de T con tsetupmin, va a haber un montón de valores de tiempo de setup para los cuales el período mínimo que yo hallé no me garantiza el correcto funcionamiento del circuito.

Uno en principio me parece que necesitaría que, sea cual sea el tiempo de setup, la cota inferior para T lo contemple, o eso es lo que me parece a mí, por lo menos matemáticamente.

Saludos,
Alejandro.
En respuesta a Alejandro Javier Goday Ruiz

Re: Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

de Franco La Paz -

Hola Alejandro,

En el ejercicios tsetup es una variable y tsetupmin es su cota inferior. lo que dice la letra es que tsetup que es el tiempo entre que la entrada al FF está estable y la llegada del flanco activo de CK. Te mando un dibujo para que quede más claro. 

Lo que indica la inecuación es que tsetup (que es igual en este caso a T - tiempo desde que sube CK hasta que la señal permanece estable en D) debe de ser mayor a tsetupmin, de lo contrario, el tiempo que permanezca estable antes del siguiente flanco no va a ser la suficiente.

tsetup

Espero que quede un poco más claro.

Saludos,
Franco

En respuesta a Franco La Paz

Re: Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

de Alejandro Javier Goday Ruiz -

Me queda claro lo que querés decir, pero creo que igual hay un problema general de inconsistencia histórica en el planteo de la letra de este tipo de problemas.

En el práctico de openfing se hizo el ejercicio 6 del práctico 6 He aquí dicha clase.

En dicho ejercicio se especifica un cota inferior para el tiempo de setup de los flip flops llamada t_{su}^{min} (no se da una cota superior). Sin embargo cuando Francisco hace el ejercicio, no usa t_{su}^{min} . Escribe un tiempo llamado t_{setup} y trabaja con eso. A partir del instante (1:22:40), en un momento, alguien le pregunta por el valor mínimo y Francisco dice que en realidad hay un solo tiempo de setup, y usa solamente t_{setup}.

Ese ejercicio es basado en el ejercicio 3 del examen de marzo de 1997. En dicho examen se da como dato el siguiente rango para el tiempo de setup (t_{SU}):

0

Sin embargo, en la solución de dicho examen, usa T_{SU}^{max} en la parte (a) del problema, y no el 0.

En otros exámenes como por ejemplo Julio y Febrero de 2016 y Diciembre 2014, solamente se habla de tiempo de setup sin mencionar ninguna cota.

Yo lo que entiendo es que los rangos que nos dan para los datos son rangos que provienen de hojas de datos de cada componente y son cosas que están por fuera de nuestro control. Por ejemplo, si me dicen que el retardo de una compuerta (t_D) está en el rango:

t_{min} \leq t_D \leq t_{max}

Yo asumo que el retardo de la compuerta que yo tengo en mi circuito puede ser cualquiera en ese rango. Y cuando haga mis cuentas uso el valor que resulte en las condiciones más restrictivas posibles, cosa de cubrirme frente al peor caso.

Si en el mismo ejercicio en que la letra me da ese rango para el retardo de las compuertas, luego me dicen:

t_{su}^{min}

Yo asumo que el tiempo de setup que me requiere mi FF puede ser uno de muchos valores por encima de t_{su}^{min}. O sea, asumo que mi FF siempre me va a exigir por lo menos que la señal que le meta en el D esté estable un tiempo t_{su}^{min}, pero podría exigirme más.

Con lo que me dijiste lo que entiendo es que no es que no es consistente la forma en que dan un rango para las compuertas con la forma en la que te dan el rango para un FF.

Muchas gracias por la paciencia de hacer el dibujo y de leer esto.

Saludos,
Alejandro.







En respuesta a Alejandro Javier Goday Ruiz

Re: Frecuencia máxima y tiempo de setup minimo

de Julio Perez -

Alejandro:

Efectivamente los retardos de una compuerta (o de un flip-flop) son datos que nos da el fabricante sobre como funcionan sus chips y eso está fuera de nuestro control.  A ese tipo de información en las hojas de datos se les llama en general "características", el caso particular de los retardos aparece en general bajo el título "AC Characteristics".

El caso del tiempo de setup es diferente. En este caso el fabricante nos impone un _requerimiento_: para que el flip-flop funcione como un flip flop tal como está descrito en la hoja de datos, yo tengo que manejar sus entradas de manera que el tiempo de setup que efectivamente le respeto al flip flop sea mayor que un cierto valor mínimo especificado en la hoja de datos.

La información que me da el fabricante en la hoja de datos debe ser válida para todos los chips que el fabricante vende, y para todas las condiciones de operación aceptadas (que se especifican también en la hoja de datos). P. ej. para el caso de un retardo el fabricante en general me da un rango de variación (tdmin < td < tdmax) y me garantiza que el retardo se mantiene dentro de ese rango para todos los ejemplares de un chip, funcionando dentro de las condiciones de operación aceptadas (de temperatura, la tensión de alimentación, la capacidad entre el pin de salida y tierra y la cantidad de corriente que esté consumiendo en la salida).

El problema con los tiempos de setup es que no todos los fabricantes presentan la información de la misma forma. En otras palabras, la "inconsistencia histórica" no es de las letras de examen sino de la forma en que los diferentes fabricantes expresan el requerimiento para el tiempo de setup. Es un mínimo requerido, pero el fabricante debe analizar o medir ese mínimo requerido para cada una de las partidas de fabricación y para cada una de las condiciones de operación aceptadas. El número que termina poniendo el fabricante en la hoja de datos es el mayor de esos mínimos requeridos (para asegurar que el chip va a funcionar en todos los casos), y algunos fabricantes tienen la poco feliz idea de etiquetarlo como tsu max..

Entonces en las hojas de datos habitualmente aparece como tsumin (en el entendido que es un mínimo requerido), a veces aparece como tsumax (por ser el máximo en las diferentes condiciones de ese mínimo requerido) y a veces aparece como tsu a secas y supone que el lector sabe que se trata de un mínimo requerido.

Lo importante es que entiendan la diferencia entre una característica (p. ej. los retardos) y un requerimiento (como el caso de tsetup), y la definición del tiempo de setup. Una vez que tienen eso claro van a poder interpretar correctamente lo que se les pide en la letra del problema o en la hoja de datos del fabricante.

Perdón por lo largo de la respuesta, espero que haya aclarado.


julio