• Exercício 4: Determinado flip-flop com clock tem os seguintes valores mínimos: t_{S}=20 \mathrm{~ns} e t_{H}=5 \mathrm{~ns}. Durante quanto tempo as entradas de controle devem permanecer estáveis antes da transição ativa do clock?

Passo 1

O enunciado dá os seguintes valores mínimos do flip-flop com clock:
  • t_{S}=20\\ \mathrm{ns}
  • t_{H}=5\\ \mathrm{ns}
A pergunta é: “Durante quanto tempo as entradas de controle devem permanecer estáveis antes da transição ativa do clock?” Ou seja, pede o intervalo mínimo anterior à borda ativa do clock durante o qual as entradas não podem mudar.

Passo 2

Explicando o que é cada conceito (calma, vou mastigar cada ideia):
  • O tempo de setup, t_S, é o intervalo mínimo que a entrada deve estar estável antes da borda ativa do clock. Em palavras: se a borda ativa do clock ocorre em t_{\text{edge}}, a entrada precisa estar estável desde pelo menos t_{\text{edge}}-t_S até a borda.
  • O tempo de hold, t_H, é o intervalo mínimo que a entrada deve permanecer estável após a borda ativa do clock, ou seja, até t_{\text{edge}}+t_H.

Passo 3

Por que isso importa (aula rápida e prática)?
  • Se a entrada mudar dentro do intervalo de setup (menos que t_S antes da borda), o flip-flop pode entrar em metastabilidade: saída incerta ou temporariamente indefinida, o que faz a lógica falhar.
  • Se a entrada mudar dentro do intervalo de hold (menos que t_H depois da borda), a mesma coisa pode acontecer. Por isso projetos digitais respeitam ambos os tempos.

Passo 4

Como relacionar essas definições com o enunciado:
  • A pergunta pede explicitamente “antes da transição ativa do clock”, então está falando do tempo de setup t_S.
  • Do enunciado pegamos o valor de t_S: t_{S}=20\\ \mathrm{ns}.

Passo 5

Colocando tudo junto de forma prática (para usar na prova):
  • Para garantir funcionamento correto, escolha um instante de referência da borda ativa t_{\text{edge}}. As entradas devem estar estáveis pelo menos no intervalo
\bigl[t_{\text{edge}}-t_S,\;t_{\text{edge}}+t_H\bigr].
  • No caso dado, isso é
\bigl[t_{\text{edge}}-20\\ \mathrm{ns},\;t_{\text{edge}}+5\\ \mathrm{ns}\bigr].
  • Portanto, antes da borda ativa é necessário manter as entradas estáveis por pelo menos 20\\ \mathrm{ns}.

Passo 6

Resumo rápido e dica de prova:
  • Responda diretamente com o valor do tempo de setup quando a questão pedir “antes da transição ativa”.
  • Se a questão pedisse “por quanto tempo em torno da borda”, use o intervalo inteiro do passo anterior.

Resposta

20\\ \mathrm{ns}

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