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Mit den modernen programmierbaren Schaltkreisen ist auch ein Prototyp-
Test kein Problem mehr. Die Schaltung wird in eine Konfigurationsdatei um-
gerechnet und in Sekundenschnelle in einen Schaltkreis programmiert (vgl.
Abschnitt 4.6). Ein Prototyp-Test dient vor allem zur Aufdeckung von Feh-
lern, die erst in der Funktionsumgebung sichtbar werden. Für die Fehlerloka-
lisierung ist eine Simulation besser geeignet.
Von den zahlreichen Fallstricken und Fehlersituationen, die beim Entwurf
einer digitalen Schaltung auftreten können, sollen hier noch zwei behandelt
werden.
Kombinatorische Rückführungen
Eine kombinatorische Rückführung ist eine Rückführung eines Ausgabesignals
einer kombinatorischen Schaltung auf einen ihrer Eingänge. Schaltungen mit
dieser Struktur sind so laufzeitkritisch, dass selbst in manuellen Entwürfen
in der Regel davon abzuraten ist. Die einzigen Ausnahmen sind Bottom-Up-
Entwürfe von Speicherzellen und Oszillatoren. Abbildung 2.25 a zeigt eine
kombinatorische Schaltung, bei der der Ausgang auf einen ihrer Eingänge
rückgeführt ist. Für x
1
= 0 bildet die Beispielschaltung ein RS-Flipflop nach
(Abb. 2.25b, siehe später Abschnitt 4.3.2). Ein RS-Flipflop hat ein Speicher-
verhalten. Der Ausgabewert kann mit einem kurzen Impuls auf dem Signal x
2
auf »1« gesetzt und mit einem kurzen Impuls auf x
3
auf »0« zurückgesetzt
werden. Damit ist das Verhalten glitch-empfindlich. Wenn die Eingabewerte
von x
1
bis x
3
zeitgleich von ungültig oder »1« nach »0« wechseln, lässt sich
zwar vorhersagen, dass danach ein Wert gespeichert wird, aber nicht welcher.
Das ist kein reproduzierbares Verhalten. Für x
1
= 1 und x
2
= x
3
= 0 verhält
sich die Beispielschaltung wie ein Ringinverter und erzeugt ein periodisches
Rechtecksignal (Abb.2.25c, siehe später Abschnitt 4.2.3). Die Schwingungs-
periode hängt von den Signalverzögerungen ab. Wenn die Schaltung neu syn-
thetisiert wird, kann sie sich ändern. Aber auch als gefertigte Schaltung ist
die Frequenz eines Ringinverters für die meisten Anwendungen zu ungenau.
a)
Gesamtschaltung
b)
x
1
=0 x
1
=1,x
2
=x
3
=0
c)
G2
G3
G1G2G3
y
G1
=1
≥1
≥1
y
G2
G3
x
2
x
3
x
1
x
2
x
3
≥1
t
d
≥1
y
x
3
x
2
y
r¨ucksetzen
1
y
1
0
0
0
00
1
setzen
speichern
t
2·t
d
Abb. 2.25. a) Kombinatorische Rückführung als Ursache für ein nicht reproduzier-
bares Fehlverhalten b) Betriebsart RS-Flipflop c) Betriebsart Ringinverter
