Glitch (Elektronik)

In der Elektronik bezeichnet man mit Glitch [glɪtʃ] eine kurzzeitige falsche Signalausgabe in logischen Schaltungen oder temporäre Verfälschung des Ausgangswertes einer booleschen Funktion. Diese tritt auf, weil die Signallaufzeiten in den einzelnen Gattern niemals vollkommen gleich sind. Die Verfälschung beruht auf Wettläufen von Signalwechseln auf verschiedenen Signalpfaden der Schaltung. Die Ursache des Signalwettlaufs wird daher auch als Race Condition bezeichnet. Die Anfälligkeit für Glitches steigt mit der Komplexität, der Geschwindigkeitserhöhung und der Verkleinerung der Schaltungen, kann aber auch bereits bei sehr einfachen Schaltungen vorhanden sein. Sie stellen ein wesentliches Problem bei der Entwicklung moderner elektronischer Schaltungen und schneller Mikroprozessoren dar, allerdings war auch schon ältere elektromechanische Relaistechnik betroffen.

Die Ursache eines Glitches oder Spikes ist eine Eigenschaft der in einer elektronischen Schaltung realisierten logischen Schaltfunktion (Boolesche Funktion), die als Hazard bezeichnet wird.^[1] Dabei muss man deutlich unterscheiden zwischen dem Hazard, als Eigenschaft einer Schaltfunktion und dem Glitch oder Fehlerimpuls am Ausgang einer Hardwarerealisierung der Schaltfunktion. Strukturelle Hazards (logische Hazards) können durch Änderung der Schaltfunktion beseitigt werden, wodurch Glitche prinzipiell beseitigt werden. Funktionale Hazards (Funktionshazards) sind jedoch unveränderlich oder höchstens durch Änderung der Schaltfunktion zu eliminieren. Darum wird in sequentiell arbeitenden Schaltungen wie beispielsweise in Computern generell eine Synchronisierung mehrfacher Signalwechsel durch ein Taktsignal vorgenommen, um mögliche Glitche zu vermeiden, die ansonsten gespeichert werden könnten. Dadurch wird die maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Computers begrenzt.

1. ↑ Werner Roddeck : Mehrfacher Signalwechsel in Schaltnetzen und asynchronen Schaltwerken. Schriftenreihe des Lehrstuhls für Mess- und Regelungstechnik, Ruhr-Universität Bochum, 1977.