FPGA面试笔试专题——跨时钟域处理

跨时钟域处理时需要考虑两个方面:

方面1：不同位宽，处理方式不同

• 位宽为1，可以采用寄存器打两拍的方式；
• 位宽为多位时，需要采用异步FIFO、转换为格雷码、握手等；

异步FIFO：通过异步读写，以及空满标志实现了跨时钟数据同步。

转换为格雷码：利用相邻格雷码仅一位改变的特性，实现跨时钟域数据同步。

握手：在具体实现中，假设 req、ack、data 总线在初始化时都处于无效状态，发送域先把数据放入总线，随后发送有效的 req 信号给接收域。接收域在检测到有效的 req 信号后锁存数据总线，然后回送一个有效的 ack 信号表示读取完成应答。发送域在检测到有效 ack 信号后撤销当前的 req 信号，接收域在检测到 req 撤销后也相应撤销 ack 信号，此时完成一次正常握手通信。此后，发送域可以继续开始下一次握手通信，依次循环。但是握手方式效率较低。

方面2：时钟域快慢不同，处理方式不同

时钟从慢到快时：数据一定会被快的时钟采到，信号先在慢时钟域抓一拍，然后打两拍传向快时钟域；