glitch断言

chip级使用一个common的SV assertion 检查各处的glitch 以及X态
这里使用了一个断言方法是

property soc_tb_prop_no_glitch (d_in, clk, rst);
logic data;
disable iff(rst) @(d_in) (1, data=!d_in) |=> @(clk) (d_in == data);
endproperty : soc_tb_prop_no_glitch


ipdb_common_sync_glitch_chk: 
assert property (soc_tb_prop_no_glitch(data_i, posedge clk_i, !(reset_n_i && sva_enable))) 
 else $error("data_i has a glitch narrower than one clock cycle!");

下面的ipdb_common_sync_glitch_chk调用上面的断言属性soc_tb_prop_no_glitch , 并按顺序传入3个参数。上面的断言属性定义了一个中间变量。
这soc_tb_prop_no_glitch里的语意是,
1,当且仅当rst=1时这个断言不使能(即关掉这个断言)。
2,当din有变化时,将din取反赋值给data(1表示任何时候都执行),下一个clk来的时候(实际是上升沿,根据下面传入的参数确定的),看是否din=data
3,如过相等,则断言成功,不走入else。也说明din变化了1次,不等的话,走入else,说明din迅速变化了2次。(这里的逻辑实在是有问题,只能理解为din发生变化时,!din为变化后的值了。。)
4, 这个断言的逻辑在于要说明电路中,任何信号的跳变,都必须持续一个周期以上,不然的话,有可能跳变后的值,可能在时钟边沿没办法被采到。
这里写图片描述

### 时钟门控引起的毛刺及其解决方案 #### 毛刺现象概述 在FPGA设计中,门控时钟是一种常用的低功耗技术。然而,在实际应用过程中,由于组合逻辑的存在,可能会引入毛刺(glitch),这些瞬态脉冲会对电路功能造成影响[^1]。 #### 毛刺形成原因 当使能信号(Enable Signal, EN)发生变化时,如果该变化发生在时钟周期内的敏感时间段,则可能导致AND/OR门输出端产生短暂的高低电平跳变即所谓的“毛刺”。对于基于AND门或OR门实现的门控机制而言,这种情况尤为明显[^2]。 #### 影响与时序风险 毛刺不仅可能干扰正常的数据采样过程,还会影响整个系统的稳定性以及性能表现。特别是在高速应用场景下,任何微小的时间偏差都可能是灾难性的。因此,消除这类异常波动至关重要[^3]。 #### 解决策略 为了有效抑制由门控操作引发的潜在问题,建议采取如下措施: - **同步化处理**:确保所有控制输入均经过充分同步后再参与最终判断条件计算; - **增加滤波环节**:利用额外硬件资源构建简单的RC网络或其他形式过滤器来平滑过渡期间可能出现尖峰电压; - **优化触发沿配置**: - 对于采用AND型结构的情况,应选用下降沿触发型寄存器生成使能信号; - 而针对OR型连接模式,则推荐使用上升沿响应单元完成相同任务。 ```verilog // Verilog example of synchronizer for enable signal module sync_enable ( input wire clk, input wire rst_n, input wire async_en, output reg synced_en ); always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) synced_en <= 0; else synced_en <= async_en; end endmodule ``` 上述代码展示了如何创建一个用于同步异步使能信号至目标时域的方法,从而减少因不同步而导致的风险。
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