ATtiny13A: Wo kommt der eine Takt her?

[Searcher]

Hallo Berd_Stein,

Ich hab mir den Ablauf nochmal durch den Kopf gehen lassen und meine, daß der worst case eigentlich nur 7,5T lang sein kann. Ich gehe dabei davon aus, daß der externe Pegel kurz nach fallender Flanke des System Clock, etwa bei Zeitpunkt "A" high wird. Das SBIS wird zum Zeitpunkt B ausgeführt. Da kann der Zustand noch nicht im PIN Register stehen sondern wird erst im Zeitpunkt C dort stehen.



Also zweiter Versuch zum Ablauf:
- steigende Flanke an PB1
- es dauert max. 1,5 Takte bis Status im PIN Register steht
( ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/doc8126.pdf , 10.2.4 Reading the Pin Value )
- SBIS beginnt einen halben Systemtakt nach steigender Flanke an PB1 und braucht einen Takt wenn PIN noch LOW
- RJMP braucht zwei Takte zum Springen nach _main
- Zwei Takte von SBIS wenn PIN jetzt high ist
- Zwei Takte von SBI LED_PORT,led.ge

0,5T + 1T + 2T + 2T + 2T = 7,5 Takte

worst case: 7,5T * 312,5ns = 2343,75ns

In der vorherigen Rechnung bin ich davon ausgegangen, daß SBIS zum Zeitpunkt C ausgeführt wird. Da kann dann aber schon der "echte" Zustand von PB1 im PIN Register stehen und der RJMP zur _main wäre nicht nötig.

Gruß
Searcher

[Bernd_Stein]

Hallo Berd_Stein,

Ich hab mir den Ablauf nochmal durch den Kopf gehen lassen und meine, daß der worst case eigentlich nur 7,5T lang sein kann. Ich gehe dabei davon aus, daß der externe Pegel kurz nach fallender Flanke des System Clock, etwa bei Zeitpunkt "A" high wird. Das SBIS wird zum Zeitpunkt B ausgeführt. Da kann der Zustand noch nicht im PIN Register stehen sondern wird erst im Zeitpunkt C dort stehen.

Um so genauer man sich mit dieser Sache auseinandersetzt, um so verwirrender wird es für mich.
Ich sehe es leider nicht so für den Worst-Case-Fall, da du ja

1. zum Zeitpunkt A richtigerweise erstmal angenommen hattest, dass der Signalpegel low ist.

2. Ja, zum Zeitpunkt C wird sbis ausgeführt, aber sbi ja noch nicht.

3. Dein jetziges Szenario mit High-Pegel direkt nach der fallenden Flanke des Systemtaktes ist genau das, was im DB beschrieben ist und wir in Figure 10-3 zu sehen bekommen.

Was ich jedoch blöd gemacht finde, denn woher weiß den PINxn, dass es den Zustand erst einen Takt später vom LATCH übernehmen soll und nicht zeitgleich, wenn LATCH sich im tranparenten Abschnitt ( High-Phase des Systemtaktes ) befindet ?

In dieser Zeit ist ja D direkt an Q vorhanden und somit auch an D von PINxn.

Diese Frage kam mir auf, als ich selbst mal ein Signalverlauf aufgezeichnet habe und und nicht wusste wie sich jetzt PINxn verhält ( siehe Punkte ).
Ich habe jedoch den LATCH-Bereich straffiert, da ich den Transparentenbereich für irrelevant halte.



Ich Suche schon verzweifelt nach einem günstigen Bitmustergenerator ( pattern generator ), finde jedoch nichts günstiges ( um die 50€ ).


Bernd_Stein

[Searcher]

Was ich jedoch blöd gemacht finde, denn woher weiß den PINxn, dass es den Zustand erst einen Takt später vom LATCH übernehmen soll und nicht zeitgleich, wenn LATCH sich im tranparenten Abschnitt ( High-Phase des Systemtaktes ) befindet ?

Habe ich dem Text aus dem DB unter der Grafik entnommen. Latched wird bei fallender Flanke und ins PIN Register einen halben Takt später mit steigender Flanke geschrieben.

Consider the clock period starting shortly after the first falling edge of the system clock. The latch
is closed when the clock is low, and goes transparent when the clock is high, as indicated by the
shaded region of the “SYNC LATCH” signal. The signal value is latched when the system clock
goes low. It is clocked into the PINxn Register at the succeeding positive clock edge. As indicated by the two arrows tpd,max and tpd,min, a single signal transition on the pin will be delayed
between ½ and 1½ system clock period depending upon the time of assertion.

3. Dein jetziges Szenario mit High-Pegel direkt nach der fallenden Flanke des Systemtaktes ist genau das, was im DB beschrieben ist und wir in Figure 10-3 zu sehen bekommen.

Nicht ganz. Für den worst case muß der Einlesebefehl (in Figure 10-3 das in) bzw Abfragebefehl (dein SBIS) einen Systemtakt früher beginnen damit der "echte" PB1 Zustand noch nicht im PIN Register steht und ein RJMP ausgeführt wird. Der SBIS danach bekommt dann den echten PB1 Zustand, macht den SKIP und kann die LED einschalten.

Gruß
Searcher

[Bernd_Stein]

Habe ich dem Text aus dem DB unter der Grafik entnommen. Latched wird bei fallender Flanke und ins PIN Register einen halben Takt später mit steigender Flanke geschrieben.

Hast wahrscheinlich nicht sehen bzw. genau erkennen können was ich selbst da aufgezeichnet hatte. Es ging mir um diese Punktsituationen, wo dass Signal ( Data ) z.B. wieder weg ist und nun dass Latch aber zeitgleich mit der Übnahmeflanke für dass PINnx ebenfalls wieder weg ist.

Was wird da jetzt vom PINxn-D-Flip-Flop übernommen?

Wenn man dass Latch durch ein weiteres D-Flip-Flop mit negiertem Takteingang nehmen würde, wäre diese Situation eindeutig.

Jetzt kam mir die Idee, dass es evtl. erwünscht ist, dass das Signal länger als mindestens einen halben Takt sein sollte um als " erwünscht " zu gelten und somit Punkt links doch eher eine Null erkennt und Punkt rechts eher eine Eins ? Ach ich weiß auch nicht was die sich dabei gedacht haben.

Nicht ganz. Für den worst case muß der Einlesebefehl (in Figure 10-3 das in) bzw Abfragebefehl (dein SBIS) einen Systemtakt früher beginnen damit der "echte" PB1 Zustand noch nicht im PIN Register steht und ein RJMP ausgeführt wird. Der SBIS danach bekommt dann den echten PB1 Zustand, macht den SKIP und kann die LED einschalten.

Gruß
Searcher

Das lass ich mir später noch mal durch den Kopf gehen, jetzt ist erstmal der Kessel am Pfeifen


Bernd_Stein

[Searcher]

Hast wahrscheinlich nicht sehen bzw. genau erkennen können was ich selbst da aufgezeichnet hatte.

Weiß nicht genau. Die letzte Grafik ist bei den Handskizzen nicht lesbar. PNG Format ist meist besser als JPG bei Zeichnungen.

Es ging mir um diese Punktsituationen, wo dass Signal ( Data ) z.B. wieder weg ist und nun dass Latch aber zeitgleich mit der Übnahmeflanke für dass PINnx ebenfalls wieder weg ist.

Was wird da jetzt vom PINxn-D-Flip-Flop übernommen?

Ich bin mir wirklich nicht sicher, was Du meinst.

Vom PINxn-D-Flp-Flop wird das mit der positiven Übernahmeflanke übernommen, was zu dem Zeitpunkt am Latch Ausgang ausgegeben wird. Das, was da ausgegeben wird, ist ein halber Systemtakt lang im Latch gespeichert worden.

Es spielt also keine Rolle, ob das Signal (Data) zur positiven Übernahmeflanke für PINnx wieder weg ist, da es ja im Latch gespeichert ist. Um ein Signal zu erfassen, muß es bei einer fallenden Systemtaktflanke an PB1 anliegen, da dann im Latch gespeichert wird (am Ende des gestrichelten Bereichs in Fig. 10-3).

Da man von außen ja nicht unbedingt weiß, wann eine fallende Systemtaktflanke kommt, muß ein Signal mindestens einen Systemtakt lang anliegen damit es sicher bei einer fallenden Systemtaktflanke erwischt wird und das Latch es dann speichern kann.

Gruß
Searcher

[Bernd_Stein]

Ich bin mir wirklich nicht sicher, was Du meinst.

Vom PINxn-D-Flp-Flop wird das mit der positiven Übernahmeflanke übernommen, was zu dem Zeitpunkt am Latch Ausgang ausgegeben wird. Das, was da ausgegeben wird, ist ein halber Systemtakt lang im Latch gespeichert worden.

Es spielt also keine Rolle, ob das Signal (Data) zur positiven Übernahmeflanke für PINnx wieder weg ist, da es ja im Latch gespeichert ist. Um ein Signal zu erfassen, muß es bei einer fallenden Systemtaktflanke an PB1 anliegen, da dann im Latch gespeichert wird (am Ende des gestrichelten Bereichs in Fig. 10-3).


Searcher

Es ist schon ein Elend mit diesen Foren. Da hat man mal einen kompetenten Schreiber der sich der Sache annimmt, dann taugt die Forensoftware leider nichts.
Man investiert eine menge Arbeit und aus dem Bild wird dann nur noch ein " Piktogramm ". Oder die Forensorftware ist Top, aber es nehmen nur Trolle an der Diskusion teil.

Also nochmal etwas anders :

Meines Wissens her, ist bei einem Latch im transparenten Teil, der Eingang gleich dem Ausgang ( D = Q ). Das Latch ist in der High-Phase des Systemtaktes transparent, also ab der steigenden Flanke bis zur fallenden Flanke des Systemtaktes.

Höchstwahrscheinlich ist dies wieder nur ein Prinzipschaltbild und dass PINxn-Register speichert mit der steigenden Flanke immer nur den gespreicherten Zustand des Latches und nicht den im transparenten Moment, oder es ist grundsätzlich so, dass ein Latch nicht so schnell vom Latch-Zustand in den Transparenten umschaltet wie ich es jetzt annehme.



Dass man ein Latch nimmt und nicht ein zweites D-FF mit negiertem Takteingang, muss irgend etwas damit zu tun haben, dass man versucht kurze Pegelwechsel auszublenden, wir aber nur ein Prinzipschaltbild zu sehen bekommen, wo dies nicht ersichtlich ist.

So, schicke dies erstmal los bevor noch was schiefgeht.


Bernd_Stein

[Searcher]

Da hat man mal einen kompetenten Schreiber der sich der Sache annimmt,...

Kompetent? Na ja, ich bin auch nur Hobbyist und versuche in diesem Fall aus dem Datenblatt klug zu werden.

Meines Wissens her, ist bei einem Latch im transparenten Teil, der Eingang gleich dem Ausgang ( D = Q ). Das Latch ist in der High-Phase des Systemtaktes transparent, also ab der steigenden Flanke bis zur fallenden Flanke des Systemtaktes.

Höchstwahrscheinlich ist dies wieder nur ein Prinzipschaltbild und dass PINxn-Register speichert mit der steigenden Flanke immer nur den gespreicherten Zustand des Latches und nicht den im transparenten Moment, oder es ist grundsätzlich so, dass ein Latch nicht so schnell vom Latch-Zustand in den Transparenten umschaltet wie ich es jetzt annehme.

Ich glaube, so langsam komme ich dahinter was Du meinst:
- Die positive Systemtaktflanke leitet die transparente Phase des ersten Synchronizerlatches ein
- Eine positive Systemtaktflanke übernimmt aber auch den Ausgang des ersten Synchronizerlatches in das PIN-Flip-Flop.

Es könnte also sein, daß der Eingang mit positiver Systemtaktflanke transparent durch das Latch zum Eingang des PIN-Flip-Flop geht und auch gleich mit der gleichen positiven Systemtaktflanke übernommen wird.?


Ich meine nein. Das Pin-Flip-Flop ist dem Schaltzeichen nach taktflankengesteuert, kann also nur während der Taktflanke auf den Eingang reagieren. Das Latch hat mit Sicherheit ein Propagation Delay (Laufzeit) in der der Eingang zum Ausgang durchgeschaltet wird. Hier behaupte ich jetzt, daß das länger ist als eine Taktflanke dauert. Auch wenn das Latch mit positiver Systemtaktflanke transparent wird, kann es nicht rechtzeitig den Eingang zum Ausgang durchschalten, so daß der Ausgang mit gleicher positiver Systemtakflanke auch gleich ins PIN-Flip-Flop übernommen wird. Ich versuche das jetzt nicht zu belegen, sondern verlasse mich da auf das Datenblatt Figure 10-3. Sozusagen Erklärung nach Datenblatt passend gemacht, aber für mich plausibel. Man könnte jetzt gängige D-Latch/Flip-Flop (taktzustandsgsteuerte/ taktflankengesteuerte) Datenblätter suchen und Laufzeiten und Flankenzeiten durchsehen - das überlasse ich Dir

Ich glaube also auch, daß immer nur der gespeicherte Zustand ins PIN-Flip-Flop übernommen wird und kein transparent durchgereichter.

Dass man ein Latch nimmt und nicht ein zweites D-FF mit negiertem Takteingang, muss irgend etwas damit zu tun haben, dass man versucht kurze Pegelwechsel auszublenden, wir aber nur ein Prinzipschaltbild zu sehen bekommen, wo dies nicht ersichtlich ist.

Da kann ich nichts zu sagen. Ich glaube jedoch nicht, daß man kurze Pegelwechsel von der µC Seite her versucht auszublenden.

Gruß
Searcher