优化时钟选择：组合逻辑与同步电路的比较

在现代数据架构中，组合逻辑在多个时钟选择应用中扮演着关键角色。图1.28展示了一种直接使用组合逻辑实现时钟选择的示例，当在CLKA和CLKB两个独立时钟系统中进行选择时，可能会出现毛刺问题。这主要是因为组合逻辑电路的不同路径由于延迟差异可能导致输出不同步，从而产生不稳定或不准确的结果。相比之下，更推荐的做法是采用同步策略，如图中标为“GOOD”的设计，通过在选择信号SELECT上使用两个触发器进行同步，确保了选择信号在两个时钟源之间的时间一致性，从而避免了毛刺的产生。 同步电路设计技术在可编程逻辑器件（FPGA）的设计中至关重要，它能提高电路的稳定性和可靠性。设计过程中，应优先考虑使用同步电路，因为它们可以更好地管理时钟信号，确保触发器的建立时间和保持时间得到满足。例如，图1.1中的时序分析展示了如何通过计算不同路径的延迟来确保每个触发器的正确工作，如设定触发器的T_setup和T_hold时间，以及考虑信号传输路径的总延迟T1和T2。 在异步设计中，可能会遇到时钟毛刺、建立-保持时间不足等问题，这时需要提供详细的分析报告来评估其可靠性。此外，文档还提到某些特定的电路设计不建议使用，可能是因为它们无法满足严格的同步要求，或者存在潜在的性能瓶颈。 在处理SET和RESET信号时，同步电路设计需遵循特定规则，确保这些控制信号在时钟周期内的正确作用。时延电路处理则涉及到对信号传输延迟的精确控制，以减少时序冲突。对于全局信号，设计者需要找到合适的途径传递，以避免对整个系统的时序造成影响。 时序设计的可靠性保障措施包括制定详细的设计规范、使用ALTERA等厂商的参考设计准则，以及进行充分的仿真验证，确保所有电路都符合时序约束。总结来说，组合逻辑在多时钟选择中的应用要求设计师具备深入理解时序分析和同步电路设计原则的能力，以确保在复杂的数据湖架构中实现高效、稳定的数据处理。