题目：多时钟域设计中，如何处理跨时钟域

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多比特信号的跨时钟域的处理
Fortune77的博客
08-28 1482
多比特信号的跨时钟域的处理
跨时钟域处理
little_ox的博客
06-24 528
多时域设计中，如果处理跨时钟域 单bit : 两级触发器同步（适用于慢到快） 多bit ：采用异步FIFO，异步双口RAM 加握手信号 格雷码转换 描述跨时钟域信号传输，慢时钟域到快时钟域 always@(posedge clka or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin signal_b_r <= 2'b00; end else begin signal_b_r <= {signal_b_r[0],signal_b}; end end
数字IC前端设计——跨时钟域处理（亚稳态）
最新发布
weixin_51116586的博客
09-22 1057
本文介绍了跨时钟域（CDC）处理的关键概念和方法。跨时钟域处理旨在解决不同时钟域间信号传输可能引发的亚稳态问题。文章首先区分了同步设计与异步设计，指出异步设计中多时钟域的挑战。随后详细分析了单bit信号从慢到快和快到慢时钟域的传输方案：慢到快采用多级D触发器级联（打两拍）；快到慢则需要信号扩宽结合多级触发器。对于多bit信号，介绍了异步FIFO（格雷码+打拍）、DMUX和握手协议三种方法，强调不能直接打拍处理的原因在于无法保证多bit信号的同步性和亚稳态控制。文章通过波形图展示了不同情况下的信号处理效果，并
FPGA跨时钟域设计
12-19
基于FPGA的数字系统设计中大都推荐采用同步时序的设计，也就是单时钟系统。但是实际的工程中，纯粹单时钟系统设计的情况很少，特别是设计模块与外围芯片的通信中，跨时钟域的情况经常不可避免。如果对跨时钟域带来的亚稳态、采样丢失、潜在逻辑错误等等一系列问题处理不当，将导致系统无法运行。本文总结出了几种同步策略来解决跨时钟域问题。
多时域设计中如何处理信号跨时域。
wevsa的专栏
09-16 5239
多时钟域的设计中，对于信号跨时域的处理这里可以采用乒乓操作的方法来进行。乒乓操作的处理流程为：输入数据流通过‘输入数据选择单元”将数据流等时分配到两个数据缓冲区，数据缓冲模块可以为任何存储模块，比较常用的存储单元为双口RAM(DPRAM)、单口RAM(SPRAM)、FIFO等。 　　在第1个缓冲周期，将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块1”； 　　在第2个缓冲周期，通过“输入数据选择单元
如何处理跨时钟域
amugou的专栏
05-04 962
跨时钟域数据传递 原文链接：http://www.fpga4fun.com/CrossClockDomain1.html
跨时钟域处理CDC
光电也是电的博客
04-16 256
如果数据不满足触发器的建立时间和保持时间，或者在复位过程中时序不满足，从而使得触发器的Q输出端口存在一定时间的状态不稳定。1. 条件，支持多bit的CDC跨时钟域处理，还可以支持跳变的多bit数据。数据的实际结束时间：Tclk1+Tco+Tcomb+Tcycle。数据的实际开始时间（到达D2）：Tclk1+Tco+Tcomb。数据需要的开始时间（最迟）：Tclk2+Tcycle-Tsu。建立时间裕量：数据需要的开始时间-数据的实际开始时间。保持时间裕量：数据的实际结束时间-数据需要的结束时间。
FPGA学习笔记——跨时钟域（CDC）设计之多bit信号同步
热门推荐
秋之的博客
05-24 1万+
FPGA学习笔记——跨时钟域（CDC）设计 多bit信号同步   跨时钟域传递多比特信号的问题是，在同步多个信号到一个时钟域时将可能偶发数据变化歪斜（Skew），这种数据歪斜最终会在第二个时钟域的不同时钟上升沿上被采集。即便能够完美地控制和匹配这些多比特信号的走线长度，随着芯片衬底工艺不同，上升和下降的时间也会不一样，这些因素都会产生足够的歪斜导致在精心匹配的多条信号上采样失败。   为了避免这种多比特跨时钟域信号上的采样歪斜，需要掌握一些不一样的方法。这些方法大致可以分为以下几种： 多比特信号合并成单比
跨时钟域设计
weixin_42799603的博客
06-23 396
参考文章 杰之行-CDC：跨时钟域处理 李锐博恩-谈谈跨时钟域传输问题（CDC） 目前理解水平，记录一下，有问题还请指教 文章目录1 单比特信号的跨时钟域处理1.1 慢时钟域到快时钟域1.1.1 两级触发器同步1.1.2 边沿检测同步器1.1.2.1 信号上升沿检测1.1.2.2 信号下降沿检测1.1.2.3 信号双沿检测1.1.3 握手处理1.2 快时钟域到慢时钟域1.2.1 电平拓展1.2.2 脉冲同步器1.2.3 握手处理2 多比特信号的跨时钟域处理2.1 两级触发器2.2 格需码编码2.3 异步FI
数字电路设计中的单bit脉冲信号跨时钟域处理
Cs_Kapok的博客
07-30 1811
跨时钟域处理一直是数字IC，FPGA等数字电路设计中最常见的问题，英文说法是***Clock Domain Conversion***。之所以需要进行数字信号的跨时钟域处理，主要是因为当信号进入异步时钟域时，如果信号进行跳变的时刻处于异步时钟域中触发器的建立时间和保持时间内，触发器无法确定采集到的信号究竟是高还是低，所以输出端会出现不稳定的状态，也就是亚稳态。如下图所示： 对于数字信号的跨时钟域问题，有很多已经非常成熟的处理方式，例如寄存器打两拍，DMUX，结绳信号法，异步FIFO等。本篇文章主要介绍的方
单bit跨时钟域
qq_42107624的博客
11-08 2199
慢到快：直接打两拍 reg [1:0]signal; always@(posedge clk or posedge rst_n)begin if(!rst_n) signal<=0; else signal<={signal[0],signal_in}; end assign signal_out=singal[1]; reg signal_reg1; reg signal_reg2; always@(posedge clk or posedge rst_n)begin i
跨时钟域设计.pdf
02-19
ic设计的一些夸时钟设计指导 Logic circuits having a single clock are the most elementary type of digital design. The reality is that modern digital designs are increasingly sophisticated; having multiple clocks driving different circuits and circuits that must reliably communicate with each other. Most data movement applications such as disk drive controllers, CDROM/DVD controllers, modems, network interfaces and network processors, have multiple clock domains and bear inherent challenges moving data across clock domains. In modern IC, ASIC and FPGA designs, the engineer has many software programs to help create million gate circuits, but these programs cannot solve the problem of signal synchronization. When signals travel from one clock domain to another, the signal appears to be asynchronous in the new clock domain. Since the engineer’s toolbox does not have the tools to handle this situation, it is up to the designer to know reliable design techniques that reduce the risk of failure for circuits communicating across clock domains. This paper explores the fundamentals of signal synchronization and demonstrates circuits a designer can use to handle signals that cross clock domains. It examines design methodologies for synchronizing single signals and ways of handling groups of signals including data busses thatcross clock domains
设计中的多时钟域处理
11-07
设计中的多时钟域处理，时钟树综合中很好的资料
跨时钟域设计.zip
03-17
基于SystemVerilog的跨时钟域设计与验证，翻译Clock Domain Crossing (CDC) Design & Verification Techniques Using SystemVerilog
FPGA设计中跨时钟域信号同步方法
09-12
随着 FPGA 系统设计的复杂化， 系统内部的各个功能模块往往需要工作在不同频率的异步时钟域中， 因此系统内核心功能模块与外设的通信设计无法避免地会涉及到跨时钟域的数据与信号的传递问题 尽管跨时钟域的同步问题并不属于 FPGA 系统设计领域的新问题， 但是随着多时钟域系统的常见化和复杂化， 使得跨时钟域同步这一要求具备了新的重要意义 在对跨时钟域设计中容易出现的亚稳态现象及其造成的影响进行简要概述与分析的基础上， 为了减小亚稳态发生的概率和降低系统对亚稳态错误的敏感程度， 提出了四种跨时钟域同步的解决方案， 较为详细地阐述了设计方案， 对设计进行了评估与分析， 并给出了优化设计。
跨时钟域的设计
jerwey的博客
01-21 625
文章目录1.同步时钟2.异步时钟不同源同源但频率比不是整数倍同源虽频率比为整数倍但不满足时序要求3.跨时钟域传输：慢到快延迟打拍法延迟采样法4.跨时钟域传输：快到慢电平信号同步脉冲信号同步多位宽数据同步FIFO竞争冒险总结 1.同步时钟 数字设计中，一般认为，频率相同或频率比为整数倍、且相位相同或相位差固定的两个时钟为同步时钟。 或者理解为，时钟同源且频率比为整数倍的两个时钟为同步时钟。 同源同频同相位 同源同频不同相位 同源不同频但存在整数倍分频比 2.异步时钟 工作在异步时钟下的两个模块进行数据交互时，
跨时钟域电路设计
qq_41763108的博客
12-17 1759
同一个时钟域是根据同一个时钟原点 一个锁相环PLL产生多个时钟，相位倍数都是可控的，他们之间为同步时钟 不同锁相环PLL产生的时钟，即使频率相同，也是异步时钟，他们之间的相位关系是不可控的 双锁存器同步法 一个信号进入另一个时钟域之前，将该信号用两个触发器所存两次，最后得到的结果就可以避免亚稳态问题。（降低亚稳态出现的概率） 优点：结构简单，易于实现，面积占用很小 缺点：增加了两级触发器延迟。 快时钟域转到慢时钟域时，易造成慢时钟域采样丢失（还未来得及采样，数...
跨时钟域 算法
03-20
### 跨时钟域同步算法的实现方法 跨时钟域（Clock Domain Crossing, CDC）是指数据或信号从一个时钟域传输到另一个不同时钟域的过程。由于异步时钟可能导致亚稳态等问题，因此需要设计特定的同步机制来确保数据完整性。 #### 单比特信号的跨时钟域同步 对于单比特信号，在不同的时钟域间传递时通常会采用两级寄存器同步化技术。这种方法可以有效减少因亚稳态引起的错误概率[^2]。具体实现如下： ```verilog module sync_ff ( input wire clk_src, input wire reset_n, input wire data_in, output reg data_out ); reg stage_1; always @(posedge clk_src or negedge reset_n) begin if (!reset_n) begin stage_1 <= 1'b0; data_out <= 1'b0; end else begin stage_1 <= data_in; // 第一级锁存 data_out <= stage_1; // 第二级锁存 end end endmodule ``` 上述代码展示了如何通过两阶段触发器结构降低亚稳态风险。第一级捕获输入信号的变化，而第二级则进一步稳定该变化后的状态。 #### 多比特宽信号的跨时钟域处理 当涉及多位宽度的数据流跨越不同频率的时钟边界时，则需考虑更多因素以避免竞争条件或者丢失信息的情况发生。一种常见做法就是利用握手协议配合双缓冲区方案；另一种则是基于格雷码转换原理构建安全队列管理逻辑[^3]。 以下是使用FIFO缓存作为中间媒介的一个简单例子： ```verilog // 假设存在两个独立工作的时钟clk_a和clk_b以及相应控制接口write_en/read_req等参数定义省略... fifo_instance u_fifo( .wr_clk(clk_a), .rd_clk(clk_b), ... ); ``` 这里提到的方法适用于较复杂场景下的多字节资料交换需求，并且能够很好地兼容各种速率差异较大的源目标端口配置环境。 #### 同步延迟考量 值得注意的是，在某些实际应用场景里可能会遇到额外增加固定时间间隔的现象比如题目描述中的80纳秒延时现象[^1]。此时应当仔细评估整个链路特性并调整设计方案使得最终满足性能指标要求的同时兼顾可靠性表现。 ---
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