跨时钟域设计:信号同步与电路解决方案
需积分: 10 106 浏览量
更新于2024-07-16
收藏 564KB PDF 举报
“跨时钟域设计.pdf”探讨了在集成电路(IC)、ASIC和FPGA设计中,如何处理和同步在不同时钟域之间传递的信号的挑战。文档着重介绍了信号同步的基本原理,提供了设计师可以使用的同步电路,并讨论了设计方法,包括握手协议和数据路径设计。
1. 引言:
- 基本概念:时钟域是数字系统中由单一时钟信号控制的逻辑单元集合。现代设计通常涉及多个时钟域,这增加了数据跨域传输的复杂性。
- 信号同步:当信号从一个时钟域进入另一个时钟域时,会面临异步问题,即信号在新时钟域中看起来是非同步的。
2. 同步器电路:
- 水平同步器:通过多级DFF(触发器)实现,每一级都在目标时钟域内,以减少 metastability(不稳定状态)的风险。
- 边沿检测同步器:利用边沿触发的DFF捕捉输入信号的转换,以在正确的时间点采样数据。
- 脉冲同步器:针对脉冲信号的同步,确保脉冲在不同时钟域间正确传递。
3. 设计方法:
- 握手协议:
- 全握手:发送和接收端在数据传输前后的确认信号,确保数据完整性。
- 部分握手:包括两种技术,一种是数据传输完成后发送端通知接收端,另一种是接收端在数据准备好后通知发送端。
- 数据路径设计:
- 基本数据路径设计:简单的数据传输结构,可能需要附加同步机制。
- 进阶数据路径设计:如基于计数器的FIFO状态,用于监控FIFO的满和空;指针比较FIFO状态,用于确定何时安全地写入或读取数据。
4. 结论:
- 文档强调了理解和掌握跨时钟域设计的重要性,以减少失败风险,确保系统可靠性。
5. 参考文献:
- 提供了进一步阅读和研究的资料,扩展对时钟域同步的理解。
在实际IC设计中,理解和应用这些技术对于确保系统的稳定性和性能至关重要。设计者需要考虑信号延迟、 metastability以及如何有效地在不同时钟域之间进行数据交换,这通常涉及到精心设计的同步器和通信协议。通过采用合适的设计方法和同步策略,可以有效地解决跨时钟域问题,提高数字系统的可靠性和效率。
2016-12-19 上传
2020-03-17 上传
2021-07-13 上传
2021-07-13 上传
2021-11-02 上传
2019-08-09 上传
2019-08-09 上传
2021-07-26 上传
jianzhen9371
- 粉丝: 0
- 资源: 1
最新资源
- 掌握Jive for Android SDK:示例应用的使用指南
- Python中的贝叶斯建模与概率编程指南
- 自动化NBA球员统计分析与电子邮件报告工具
- 下载安卓购物经理带源代码完整项目
- 图片压缩包中的内容解密
- C++基础教程视频-数据类型与运算符详解
- 探索Java中的曼德布罗图形绘制
- VTK9.3.0 64位SDK包发布,图像处理开发利器
- 自导向运载平台的行业设计方案解读
- 自定义 Datadog 代理检查:Python 实现与应用
- 基于Python实现的商品推荐系统源码与项目说明
- PMing繁体版字体下载,设计师必备素材
- 软件工程餐厅项目存储库:Java语言实践
- 康佳LED55R6000U电视机固件升级指南
- Sublime Text状态栏插件:ShowOpenFiles功能详解
- 一站式部署thinksns社交系统,小白轻松上手