跨时钟设计000-----整体介绍

 

 

1、单bit信号

1) 电平信号：

采用两级寄存器同步，7nm工艺常用三级同步寄存器同步

2/3级同步器采用定制的寄存器模块，寄存器之间的延时很低，有效降低了亚稳态传播概率。

2) 脉冲信号：

单周期脉冲信号采用脉冲同步器，首先确保源时钟的单周期脉冲能被目的时钟采道，目的时钟进行采样后经过组合逻辑产生目的时钟域的单脉冲。

缺点：两次脉冲间隔必须大于同步所需时间，否则会有脉冲无法采样。

a. 快时钟采样慢时钟：

时钟频率相差近较大则不用扩展，快时钟采用后经过组合逻辑产生单周期脉冲。

若时钟频率相差很小，为防止偏移和时钟抖动导致的亚稳态，应首先对源脉冲进行扩展，再用快时钟的2级同步器进行采样，经过组合逻辑输出单周期脉冲。

b. 慢时钟采样快时钟：

首先将快时钟脉冲进行扩展多个周期，经过慢时钟2级同步采样后得到delay1，再进行一级同步采样delay2，delay1&(!Delay2)得到采样后的脉冲

 

2、多bit信号

1)握手机制

 当数据两次变化比较满时，可采用握手机制进行数据跨时钟，源时钟有效数据来临时在源时钟clk1进行锁定得到data1，发出request信号，request信号经过两级寄存器同步到目的时钟后clk2，在目的时钟进行寄存得到sync_request,经过组合逻辑产生单脉冲，此时clk2直接寄存data1得到data2，目的时钟的sync_request经过两级同步器同步到源时钟后得到ack信号，源端解除锁定，握手操作完成。

缺点： 数据变化周期必须大于同步周期，一般同步周期为8~9个clock慢

适用情况：数据变化很慢的数据流、多比特的寄存器配置信号如异步FIFO阈值配置、多比特寄存器输出给soc总线、

2) 异步FIFO

采用异步FIFO进行数据跨时钟，适用于各类时钟频率，常用于数据流跨时钟