和所有的数字电路一样,毛刺也是FPGA电路中的棘手问题,它的出现会影响电路工作的稳定性,可靠性,严重时会导致整个数字系统的误动作和逻辑紊乱。
信号在FPGA器件中通过逻辑单元连线时,一定存在延时。延时的大小不仅和连线的长短和逻辑单元的数目有关,而且也和器件的制造工艺、工作电压、温度等有关。
另外,信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间,由于存在这两方面的因素,多路信号的电平值发生变化时,在信号变化的瞬间,组合逻辑的输出有先后顺序,并不是同时变化,往往会出现一些不正确的尖峰信号,这些尖峰信号就是“毛刺”。任何组合电路,反馈电路和计数器都可能。
潜在的毛刺信号发生器。
电路布线长短不同造成各端口输入信号延时不一致,有竞争冒险,会产生毛刺。分立元件之间存在分布电容和电感可以滤掉这些毛刺,所以用分立元件设计电路时,很少考虑竞争冒险和毛刺问题,但PLD/FPGA内部没有分布电容和电感,不能滤掉任何毛刺(哪怕不到1ns)。
举个简单的例子:![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
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组合逻辑设计中的毛刺现象

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