跨時鐘(CDC)處理

當設計中存在多個時鐘域,信號從一個時鐘域傳入另一個時鐘域時,即存在Clock Domain Crossing(CDC),需要小心處理,防止出現亞穩態

按時鐘快慢來劃分,跨時鐘域問題可以分成從慢時鐘域到快時鐘域以及從快時鐘域到慢時鐘域兩種場景;按信號位寬來劃分,可以分爲單比特跨時鐘域問題與多比特跨時鐘域問題

對於單比特跨時鐘域問題來說,在不握手的機制下,最基本的處理是需要打兩拍。而如果爲從快時鐘域到慢時鐘域,則需要將信號展寬,以確保慢時鐘域下能夠採樣到。展寬的基本要求通常爲展寬至慢時鐘週期的1.5倍以上,或者說,要求展寬後的信號要跨越慢時鐘3個時鐘沿,爲了保證代碼更迭所可能存在的時鐘比變化而導致的跨時鐘處理失敗,可在此處插入斷言

跨時鐘問題需要靈活處理,對於多個關聯控制信號的跨時鐘處理,往往可以通過分析它們之間的邏輯關係,做輔助信號或者輔助邏輯來變爲單比特跨時鐘域來處理

對於多比特的數據信號,可以通過多週期路徑或者FIFO來處理,多週期路徑即通過一個輔助控制信號握手來確保數據的順利採樣

 

更多詳細內容,請參考:

http://www.sunburst-design.com/papers/CummingsSNUG2008Boston_CDC.pdf

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