[Cùng học Thiết kế Vi mạch] Tìm hiểu về X-propagation (sự lan truyền X)

Tìm hiểu về hiện tượng X-propagation trong quá trình kiểm tra thiết kế ở mức gate.

1. Trạng thái X trong thiết kế phần cứng

Trong thiết kế phần cứng, 4 giá trị dùng để mô tả trạng thái của tín hiệu bao gồm
1’b0: trạng thái mức thấp
1’b1: trạng thái mức cao
1’bz: trạng thái điện trở cao
1’bx: trạng thái không xác định (unknown).

Một trong những tình huống phổ biến nhất sinh ra giá trị X là khi các mạch không được khởi tạo (reset/initialize). Tuy nhiên, ngoài tình huống này, hiện tượng lan truyền X còn xảy ra theo những cách không mong muốn mà đôi khi thiết kế, người kĩ sư hoàn toàn không nghĩ đến.

2. Vấn đề X-progapagation trong Gate level verification.

Xem xét một ví dụ như sau:

input IN1, IN2, SEL;
output OUT;
reg OUT;
always @ (IN1, IN2, SEL)
if(SEL == 1’b1)
OUT = IN1;
else
OUT = IN2;

Ở mức RTL level:



Ở mức Gate level:


Rõ ràng kết quả OUT của hai quá trình kiểm tra là khác nhau với việc đưa cùng dữ liệu đầu vào. Và khi thiết kế, thông thường về mặt logic, kỹ sư thiết kế không nghĩ đến việc SEL=1'bx.

Khi thực hiện kiểm tra ở mức gate, kết quả OUT = 1'bx của đoạn code trên sẽ lan truyền qua các mạch logic liên quan. Dẫn đến toàn bộ các tín hiệu trong hệ thống đều bị X (đây được gọi là sự lan truyền X). Khi toàn bộ các tín hiệu trong mạch bị X, việc tìm ra nguồn ngốc của vấn đề sẽ tốn nhiều thời gian và resource.

Xem thêm và thảo luận chủ đề này tại diễn đàn diendan.thegioivimach.com/index.php