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跨时钟域同步2---单bit信号同步实战(快到慢+慢到快)

耐心的小黑 发布时间:2021-10-08 17:16:49 ,浏览量:0

一、快时钟域>>>慢时钟域

我们假定有两个时钟,CLK1 和 CLK2,还有一个信号叫 READ,CLK1 时钟频率快于 CLK2,现在我们需要将READ 信号同步到CLK2时钟域下。

1、方法一:展宽+打拍同步

READ_DLY1 信号是 READ 信号相对于 CLK1 时钟打一拍产生的,READ_DLY2 信号是 READ 信号相对于 CLK1 时钟打两拍产生的,由于单纯的 READ 信号宽度根本不够 CLK2 采样,所以需要展宽 READ 的信号宽度, READ_OR 信号是由 READ 和 READ_DLY1 以及READ_DLY2 相或产生的。或之后 READ_OR 信号宽度以及够 CLK2 采样。同步原理如下,直接使用 CLK2 采样 READ_OR 信号得到 READ_ SYNC,然后再对READ_SYNC 打 2 拍,第一拍得到 READ_ SYNC_DLY1,第二拍得到 READ SYNC_DLY2,然后READ_SYNC_DLY1 和 READ_OR_SYNC_DLY2 的取反信号相与得到 READ SYNC_PULSE,即已经同步到 CLK2 时钟域的 READ 信号上升沿指示信号。

1、展宽是为了让慢时钟也可以采集到该信号,展宽的倍数一般根据频率相差的倍数适当选择即可。 2、在展宽时,如果有效电平很宽,即使使得慢时钟能够采样到多次也没关系,因为后续在慢时钟域中进行的边沿检测就是为了最终使得该信号的有效电平只有一个慢时钟周期。

对 READ_SYNC 打 2 拍目的是消除亚稳态,打两拍之后的亚稳态概率已经非常非常小了,由于有电路噪声,所以寄存器会恢复到固定电平。我们画出如下的时序图。

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