Retraso de propagación

El retardo de propagación es el tiempo que tarda una señal en llegar a su destino, por ejemplo, en un campo electromagnético , un cable, un gas , un fluido o un cuerpo sólido .

• Una onda electromagnética que viaja a través de un medio tiene un retardo de propagación determinado por la velocidad de la luz en ese medio en particular, o aprox. (circa/aprox) 1 nanosegundo por cada 29,98 centímetros (11,80 pulgadas) en el vacío . 
• Una señal eléctrica que viaja a través de un cable tiene un retardo de propagación de aproximadamente 1 nanosegundo por cada 15 centímetros (5,9 pulgadas) . ^{[ 1 ]} 

Véase también propagación de radio , factor de velocidad , velocidad de la señal y onda mecánica .

Las compuertas lógicas pueden tener un retardo de compuerta que varía desde picosegundos hasta más de 10 nanosegundos, dependiendo de la tecnología utilizada. ^{[ 1 ]} Es el tiempo entre que la entrada de la compuerta se estabiliza y la salida de la compuerta se estabiliza. Los fabricantes suelen referirse al tiempo desde que la entrada cambia al 50% de su nivel de entrada final hasta que la salida alcanza el 50% de su nivel de salida final; esto puede depender de la dirección del cambio de nivel, en cuyo caso se dan retardos de caída y subida separados t _PHL y t _PLH o t _f y t _{r .}

La reducción de los retardos de puerta permite que los circuitos digitales procesen datos a mayor velocidad y mejoren su rendimiento general. Para determinar el retardo de propagación de un circuito combinado, es necesario identificar la ruta más larga de retardos de propagación desde la entrada hasta la salida y sumar cada retardo de propagación a lo largo de dicha ruta.

El principio del esfuerzo lógico utiliza los retardos de propagación para comparar diseños que implementan la misma instrucción lógica. La diferencia en los retardos de propagación de los elementos lógicos es el principal factor que contribuye a las fallas en los circuitos asíncronos como resultado de las condiciones de carrera .

• El retardo de propagación puede aumentar o disminuir con la temperatura de funcionamiento, dependiendo del tipo de dispositivo. A medida que aumenta la temperatura, el retardo de puerta disminuye en los transistores FinFET debido a la dependencia inversa de la temperatura ; en el caso de los cables metálicos y otros materiales conductores, el retardo de propagación aumenta debido al incremento de la resistencia eléctrica .
• Los aumentos marginales en la tensión de alimentación pueden aumentar el retardo de propagación, ya que la tensión umbral de conmutación superior V _IH (a menudo expresada como un porcentaje de la línea de alimentación de alta tensión) aumenta naturalmente de forma proporcional. ^{[ 2 ]}
• Los aumentos en la capacitancia de carga de salida, a menudo debido a la colocación de cargas de mayor ramificación en un cable, también aumentarán el retardo de propagación.

Todos estos factores se influyen mutuamente a través de una constante de tiempo RC : cualquier aumento en la capacitancia de carga incrementa C, la resistencia inducida por el calor incrementa el factor R, y los aumentos en la tensión umbral de alimentación afectarán si se requieren varias constantes de tiempo para alcanzar el umbral. Si la salida de una puerta lógica se conecta a una pista larga o se utiliza para controlar muchas otras puertas (alta ramificación ), el retardo de propagación aumenta sustancialmente.

En redes informáticas, el retardo de propagación es el tiempo que tarda la señal en viajar desde el emisor hasta el receptor. Se calcula como la relación entre la longitud del enlace y la velocidad de propagación en el medio específico.

El retardo de propagación es igual a d / s, donde d es la distancia y s es la velocidad de propagación de la onda . En la comunicación inalámbrica, s = c , es decir, la velocidad de la luz . En el cable de cobre , la velocidad s generalmente oscila entre 0,59c y 0,77c. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Este retardo es el principal obstáculo en el desarrollo de computadoras de alta velocidad y se denomina cuello de botella de interconexión en los sistemas de circuitos integrados.

• Retraso por contaminación
• Cálculo de retardo
• Latencia (ingeniería)
• Hora del vuelo
• Retraso en la transmisión