硬件架构的艺术（一）亚稳态

亚稳态

亚稳态：由于违背了触发器的建立和保持时间而产生的，在时钟上升沿这段时间窗口内，数据输入信号必须保持稳定。如果数据在这段时间发生了变化，则输出为“亚稳态”，输出会产生毛刺，或者需要较长时间才能回到稳定状态。

建立时间即时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器。
保持时间即指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。
tsu：建立时间
th：保持时间
tco：延迟输出转换过程，并超出所规定的时钟到输出的延迟值。
tMET：亚稳态输出恢复到稳定状态所需超出tco的额外时间。

本来经过一定的延时值tco之后就会输出正确的稳定的电平值；由于产生了亚稳态，亚稳态持续了tMET时长后，恢复到稳定的电平状态（稳定，但不一定是正确的！），这段持续的时间叫做亚稳态的恢复时间，一般情况下这段时间不会超过一个或者两个时钟周期（取决于触发器的性能）。如果亚稳态持续时间过长（超过一个或者两个时钟周期），就有可能被下一级的触发器捕获，导致下一级触发器也处于亚稳态，这就是亚稳态的传播现象。

并非所有不满足建立和保持时间的输入变化都会导致亚稳态输出。触发器是否进入亚稳态和返回稳态所需的时间取决于生产器件的工艺技术和外界环境。

如果给球一个足够（满足建立和保持时间）的推力（0->1,1->0),使球在规定的时间内（tco）到达另一个稳定状态。
如果推力不够，（1）可能会在亚稳态，停留一段