同步时钟与异步时钟介绍

目录

  • 1. 同步时钟
    • 1.1. 同源同频
      • 同相位
      • 不同相位
    • 1.2. 同源 整数倍分频
  • 2. 异步时钟
    • 2.1. 不同源
    • 2.2. 同源 非整数倍分频
    • 2.3. 同源 整数倍分频 不满足时序要求


1. 同步时钟

时钟同源可称为同步时钟,不过时钟频率相同、相位差固定,以及时钟频率比为整数倍的时钟也可称为同步时钟,其重点在于对于每个发起时钟沿,其捕获时钟沿 都是确定且合理的

同源时钟:时钟产生的源头相同,例如PLL,相位不需要相同,只要求相位固定。

1.1. 同源同频

说明两个时钟的相位差是常数

同相位

不解释

不同相位

同步时钟与异步时钟介绍_第1张图片

我们从公式去分析,STA中只有建立时间检查与时钟有关,而对于同频不同相位的时钟而言,公式变成

T s e t u p U F F 1 < T △ p h a s e + T c l k 2 U F F 1 − ( T c l k 2 U F F 0 + T C K 2 Q U F F 0 + T U F F 02 U F F 1 ) (a) T^{UFF1}_{setup}TsetupUFF1<Tphase+Tclk2UFF1(Tclk2UFF0+TCK2QUFF0+TUFF02UFF1)(a)

( a ) (a) (a)式中的相位偏差 T △ p h a s e T_{△phase} Tphase替换了原来的时钟周期 T c l k T_{clk} Tclk

注意一定有 T △ p h a s e < T c l k T_{△phase}Tphase<Tclk成立,距离发起沿最近的时钟沿才是捕获沿。

在这种情况下, ( a ) (a) (a)式依旧可以满足,不过有了一些变化

T △ p h a s e T_{△phase} Tphase不能过小,否则亚稳态

一般来说时钟周期 T c l k T_{clk} Tclk比建立时间 T s e t u p U F F 1 T^{UFF1}_{setup} TsetupUFF1还是大很多的,但是这里的相位差 T △ p h a s e T_{△phase} Tphase可就不一定了,谁知道大多少呢?

● 组合逻辑 T U F F 02 U F F 1 T_{UFF02UFF1} TUFF02UFF1要求更严格了, 即能取到的最大值更小了

相比于同源同频同相,同源同频不同相的 ( a ) (a) (a)式右侧被减数变小了,又因为是同源 T c l k 2 U F F 1 − T c l k 2 U F F 0 − T C K 2 Q U F F 0 T_{clk2UFF1}-T_{clk2UFF0}-T^{UFF0}_{CK2Q} Tclk2UFF1Tclk2UFF0TCK2QUFF0没变化,所以要想继续满足该不等关系,减数能取到的最大值变小了。

注意,此处说的是产生时钟的这个时钟源是同频固定相位差的,不是时钟偏斜导致沿到达各触发器CK端的时间存在相位差

1.2. 同源 整数倍分频

2. 异步时钟

2.1. 不同源

2.2. 同源 非整数倍分频

2.3. 同源 整数倍分频 不满足时序要求

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