使用verilog设计一个跨时钟域握手同步电路,其中两个时钟域的时钟频率无特定大小关系,且支持背压模式
时间: 2024-01-29 11:03:24 浏览: 116
基于verilog的时钟设计
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下面是一个使用Verilog设计的跨时钟域握手同步电路,其中支持背压模式:
```verilog
module sync_handshake (
input clock1, reset1, req1, ack1,
input clock2, reset2, req2, ack2,
output reg req_sync, ack_sync
);
reg [1:0] state;
parameter IDLE = 2'b00;
parameter REQ_WAIT = 2'b01;
parameter ACK_WAIT = 2'b10;
always @(posedge clock1 or posedge reset1) begin
if (reset1) begin
state <= IDLE;
req_sync <= 0;
ack_sync <= 0;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (req2) begin
req_sync <= 1;
state <= REQ_WAIT;
end else begin
req_sync <= 0;
state <= IDLE;
end
end
REQ_WAIT: begin
if (ack1) begin
state <= ACK_WAIT;
end else if (!req2) begin
req_sync <= 0;
state <= IDLE;
end
end
ACK_WAIT: begin
if (req2) begin
state <= REQ_WAIT;
end else if (!ack1) begin
ack_sync <= 1;
state <= IDLE;
end
end
endcase
end
end
always @(posedge clock2 or posedge reset2) begin
if (reset2) begin
ack_sync <= 0;
end else begin
if (ack_sync && !ack2) begin
ack_sync <= 0;
end
end
end
endmodule
```
该电路包括两个时钟域,分别由clock1和clock2控制。req1和ack1是时钟域1中的请求和确认信号,req2和ack2是时钟域2中的请求和确认信号。reset1和reset2是时钟域1和时钟域2中的复位信号。
该电路中使用一个状态机来实现跨时钟域握手同步。当req2信号从时钟域2传输到时钟域1时,req_sync信号将变为1,并且状态机将进入REQ_WAIT状态。在REQ_WAIT状态中,如果ack1信号从时钟域1传输到时钟域2,则状态机将进入ACK_WAIT状态。在ACK_WAIT状态中,如果req2信号从时钟域2传输到时钟域1,则状态机将回到REQ_WAIT状态。如果ack1信号从时钟域1传输到时钟域2,则ack_sync信号将变为1,并且状态机将回到IDLE状态。
该电路还支持背压模式,ack_sync信号将在时钟域2的ack2信号变为1之后立即清除。这样可以防止数据的积压和数据包的丢失。
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