首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

多位信号的时钟域交叉

是指在数字系统中,不同信号的时钟域之间存在交叉现象。时钟域是指在数字系统中,由一个时钟信号驱动的一组逻辑电路。不同的逻辑电路可能由不同的时钟信号驱动,因此它们处于不同的时钟域。

时钟域交叉可能会导致信号的不稳定性、时序错误和数据损坏等问题。因此,在设计数字系统时,需要进行时钟域交叉分析和处理,以确保系统的正确性和可靠性。

时钟域交叉的处理方法包括以下几个方面:

  1. 时钟域划分:将系统中的逻辑电路划分为不同的时钟域,每个时钟域由一个时钟信号驱动。时钟域划分需要考虑信号的时序要求和时钟频率等因素。
  2. 时钟域之间的接口设计:在不同时钟域之间进行数据传输时,需要设计合适的接口电路,包括时钟域转换电路、同步电路和异步电路等。这些接口电路可以实现时钟域之间的数据同步和时序校正。
  3. 时钟域交叉分析:对于存在时钟域交叉的信号,需要进行时序分析和时序约束的定义。通过时序分析,可以确定信号的传输延迟和时序关系,从而避免时序错误和数据损坏。
  4. 时钟域交叉验证:在设计完成后,需要进行时钟域交叉验证,以确保系统在实际运行中没有时序错误和数据损坏。可以使用仿真工具和硬件验证平台进行验证。

腾讯云提供了一系列与云计算相关的产品和服务,可以帮助用户构建稳定、可靠的数字系统。例如,腾讯云提供的云服务器、云数据库、云存储等产品可以满足不同应用场景的需求。具体产品介绍和链接地址可以参考腾讯云官方网站。

页面内容是否对你有帮助?
有帮助
没帮助

相关·内容

跨时钟域信号的处理方法

换句话说,慢时钟域的信号同步到快时钟域两级同步没问题,快到慢的就可能会出现问题。 快时钟域信号到慢时钟域有可能的情况是: ? 快时钟域信号宽度比慢时钟信号周期窄,导致漏采。...解决的方法有: 1.将快时钟域信号延长,至少有慢时钟周期的一到两个周期宽 ? 2. 使用反馈的方法,快时钟域信号有效直到慢时钟域有反馈信号,表示已经正确采样此信号,然后快时钟域信号无效。 ?...多个信号跨时钟域 多个控制信号跨时钟域仅仅通过简单的同步器同步有可能是不安全的。...简单举例,b_load和b_en同步至a_clk时钟域,如果这两个信号有一个小的skew,将导致在a_clk时钟域中两个信号并不是在同一时刻起作用,与在b_clk中的逻辑关系不同。 ?...数据路径同步 对数据进行跨时钟域处理时,如果采用控制信号同步的方式进行处理的话,将是非常浩大的工程,而且是不安全的。

1.4K20

FPGA单比特信号跨时钟域处理

1.慢速时钟域同步到快速时钟域 输入:singal_in,来自10MHz慢速时钟域的单比特信号 输出:singal_out,输出100MHz快速时钟域的单比特信号 10MHz = 100ns 100MHz...= 10ns 因为慢速时钟域的最短信号长度为1个时钟时钟周期即:100ns,大于快速时钟域的时钟周期10ns,所以只需要打3拍即可: /* 从慢速时钟域同步到快速时钟域 */ module top(...慢速时钟域信号到快速时钟域信号的同步 2.快速时钟域同步到慢速时钟域 输入:singal_a,来自100MHz快速时钟域的单比特信号 输出:singal_b,输出10MHz慢速时钟域的单比特信号 10MHz...先在快速时钟域下把边沿信号转换为电平信号,再在慢速时钟域下把电平信号打3拍,再在慢速时钟域下把电平信号转换为边沿信号: /* 快速时钟域同步到慢速时钟域,针对脉冲宽度只有1个clk的信号 */ module...快速时钟域信号到慢速时钟域信号的同步 详细的原理解释:单比特信号跨时钟域问题详解

80020
  • 跨时钟域电路设计1--单比特信号传输

    在异步时钟域跨越(CDC)中,其中源时钟和目标时钟没有频率关系,来自源域的信号在驱动目的域的触发器时,无法保证目的域的触发器能够满足建立时间和保持时间。...---- 慢时钟域到快时钟域 最简单的情况是将信号从慢速时钟域传递到快速时钟域。只要快时钟的频率大于慢时钟频率的1.5-2倍,通常就不会有问题。快速目标时钟将简单地对慢速信号进行多次采样。...如果快时钟的频率小于慢时钟频率的1.5倍,也就是稍微快点,这个欢迎各位讨论,我觉得使用。 ---- 快时钟域到慢时钟域 困难的情况是将快速信号传递到慢速时钟域。...---- 还是使用两级触发器 一个简单的两个触发器同步器是跨时钟域交叉传输信号的最快方法。只要在快速时钟域中生成的信号比慢速时钟的周期时间宽,在许多应用中就足够了。...在那种情况下,设计时钟域交叉信号来满足最慢目标时钟的1.5倍周期宽度并不容易。 采用具有反馈信号的同步器 ?

    1.3K20

    多时钟域和异步信号处理解决方案

    本章讨论一下在FPGA设计中多时钟域和异步信号处理有关的问题和解决方案,并提供实践指导。...n 亚稳态的产生以及对设计的可靠性的影响 n 通过相位控制避免亚稳态 n 在时钟域之间传输单个信号,将信号打两拍 n 使用FIFO在时钟域之间传输多位数据 n 使用分区同步器模块提高设计的组织架构...图2:通过门控时钟创建的时钟域 一、跨时钟域 设计中包含多时钟域,首先要解决的是在不同时钟域之间传输信号的问题。...信号跨时钟域传输将会是一个大问题,原因如下: 1、 信号跨时钟域传输产生的故障总是不太容易复现。设计中如果存在两个异步时钟域,故障往往与这两个时钟沿的相对时序有关。...考虑这样一个例子,一个信号从低速时钟域传递进入另一个时钟域,而此时钟域的周期是低速时钟域的一半。根据前面的分析,如果没有任何相位关系的保证,那么时序违规就有可能发生。

    2.2K11

    同步时钟电路设计及其与异步时钟信号交互的问题

    现在以及过去的四分之一世纪中,实际上大部分数字设计都是基于使用全局时钟信号,以时钟信号控制系统中所有部件的操作。...在同步设计中,所谓时序收敛,就是保证触发器输入端的数据在时钟信号的有效沿就达到稳定状态,即满足了触发器的建立时间(setup time);同样也保证了触发器输入端数据 在时钟有效沿过后的一段时间内保持稳定...值得一提的是,既然同步电路中控制电路动作的是一个全局的时钟信号,那么这个全局的时钟信号的周期数必须足够大,大到足以让电路中最长的时序路径收敛。...同步设计成功有一个很重要的前提,就是所有信号在同一时钟跳变沿发生动作。但是在芯片或电路上,要做到这一点却不是那么简单。 ? ?...时钟偏斜造成的后果是非常严重的,试想如果 clk2 和 clk1 的时钟信号的偏差足够大,它可能会造成整个同步电路发生同步失败。

    1.8K20

    跨时钟域的方法--多周期路径

    下图中显示了在时钟域之间传递的两个编码控制信号。如果这两个编码信号在采样时有偏移,则在接收时钟域中的一个时钟周期内可能会产生错误的解码输出。 这个问题可以使用“多周期路径法(MCP)”来解决。...MCP方法是指将不同步的数据发送到与同步控制信号配对的目标时钟域。也就是说,不对数据进行同步,但是会发送同步控制信号。...该方法的优点: (1)不需要在发送时钟域计算适当的脉冲宽度 (2)发送时钟域只需要将使能信号发送到接收时钟域,表示数据已经被传递并已经准备好被加载。使能信号不需要返回到初始逻辑电平。...q输出通常用作反馈信号,并通过发送时钟域的另一个同步使能脉冲产生电路作为确认信号。 图显示了一个典型的发送-接收切换-脉冲产生设计。...使用MCP公式时的一项重要技术是将使能信号作为确认信号传回发送时钟域,如图所示。

    51320

    跨时钟域的方法--MCP方式个人理解

    b_ack传递回原时钟域,作为握手确认信号,只有当原时钟域接收到该电平信号并产生脉冲信号以后,才允许进入下一次的信号传输,因此在源时钟域需要有一个状态机控制这两种状态之间的切换,这个状态机的状态很简单,...上述电路因为在传递过程中的多个时钟周期内,信号都被保持不变,因此理论上是不存在亚稳态现象的,是可以保持正常传输的。...但是上述电路只需数据及信号已经发送到目标域,就可以开始下一次的数据传输,但是在实际过程中,目标域可能还需要更多的时钟周期对数据进行传递与接收,因此上述电路可能就不会很适应,因此需要在目标域增加一个状态机...对于图22中的示例,接收时钟域有一个小的WAIT-READY、1状态的FSM,当输入到数据寄存器的数据是有效的时,它向接收逻辑发送一个有效的信号(bvalid)。...在接收逻辑通过bload信号确认应该加载数据之前,数据实际上不会加载。没有反馈到发送时钟域,直到数据已加载,然后b_ack信号被发送回源时钟域。

    41310

    【日更计划124】数字IC基础题

    例如:如果信号从较快的时钟域送到较慢的时钟域,并且该信号的宽度仅等于一个时钟周期(较快的时钟),则可能会丢失以下信息:信号在较慢的时钟域中的采样沿前就变化了。...注意:这只是数据丢失的一个例子, 数据丢失的产生还有很多原因。 [348] 如何处理跨时钟域信号? 跨时钟域处理有很多方法,具体取决于我们需要在不同的时钟域之间传递1位还是多位。...在这种情况下,这些信号中的某些信号可能在目标时钟域的一个时钟周期中被捕获,而另一些信号在目标时钟域中的另一个时钟周期中被捕获,从而导致数据不一致性。可以使用下面方法在两个时钟域之间同步信号。...对于单bit跨时钟域: 两级或者三级同步器 使用握手信号进行同步 对于多bit跨时钟域: 使用多周期路径的方法进行同步,将未经同步的信号和同步控制信号一起发射到目标时钟域 对信号进行格雷码编码,由于相邻的格雷码计数只会变化...1bit,亚稳态的发生会大大减小 使用异步FIFO 将多比特信号合并成1bit,然后再通过多级同步器进行传输 [349] 举例信号从快时钟域到慢时钟域可能发生的问题 信号只持续一个时钟周期(快时钟域),

    39050

    TRICONEX 3625C1 没有利用全程时钟信号的状况

    TRICONEX 3625C1 没有利用全程时钟信号的状况图片前面描述的CPU结构只能在同一时间点执行一个指令,这种类型的CPU被称为低标量。这一类型的CPU有一很大的缺点:效率低。...由于只能执行一个指令,此类的进程给与低标量CPU固有的低性能。由于每次仅有一个指令能够被执行,CPU必须等到上个指令完成才能继续执行。如此便造成下标量CPU延宕在需要两个以上的时钟循环才能完成的指令。...即便增加第二个执行单元(见下文)也不会大幅提升性能;除了单一沟道的延宕以外,双沟道的延宕及未使用的晶体管数量亦增加了。...如此的设计使得不论CPU可使用的资源有多少,都仅能一次运行一个指令并可能达到标量的性能(一个指令需一个时脉循环)。无论如何,大部分的性能均为下标量(一个指令需超过一个时脉循环)。...为了达成标量目标以及更佳的性能,导致使得CPU倾向平行运算的各种设计越来越多。提到CPU的平行,有两个字汇常用来区分这些设计的技术。

    17920

    数字IC设计经典笔试题之【IC设计基础】

    最保险的脉冲宽度是两倍同步时钟周期。所以,这样的同步电路对于从较慢的时钟域来的异步信号进入较快的时钟域比较有效,对于进入一个较慢的时钟域,则没有作用 。...7:对于多位的异步信号如何进行同步?...可分为高电平锁存器和低电平锁存器,用于不同时钟之间的信号同步。 有交叉耦合的门构成的双稳态的存储原件称为触发器。分为上升沿触发和下降沿触发。可以认为是两个不同电平敏感的锁存器串连而成。...16:多时域设计中,如何处理信号跨时域? 不同的时钟域之间信号通信时需要进行同步处理,这样可以防止新时钟域中第一级触发器的亚稳态信号对下级逻辑造成影响。...信号跨时钟域同步:当单个信号跨时钟域时,可以采用两级触发器来同步;数据或地址总线跨时钟域时可以采用异步FIFO来实现时钟同步;第三种方法就是采用握手信号。 17:说说静态、动态时序模拟的优缺点?

    1.3K10

    IC设计基础 | 数字IC设计经典笔试题

    最保险的脉冲宽度是两倍同步时钟周期。所以,这样的同步电路对于从较慢的时钟域来的异步信号进入较快的时钟域比较有效,对于进入一个较慢的时钟域,则没有作用 。 7.对于多位的异步信号如何进行同步?...对以一位的异步信号可以使用“一位同步器进行同步”(使用两级触发器),而对于多位的异步信号,可以采用如下方法: 可以采用保持寄存器加握手信号的方法(多数据,控制,地址); 特殊的具体应用电路结构,根据应用的不同而不同...有交叉耦合的门构成的双稳态的存储原件称为触发器。分为上升沿触发和下降沿触发。可以认为是两个不同电平敏感的锁存器串连而成。前一个锁存器决定了触发器的建立时间,后一个锁存器则决定了保持时间。...不同的时钟域之间信号通信时需要进行同步处理,这样可以防止新时钟域中第一级触发器的亚稳态信号对下级逻辑造成影响。...信号跨时钟域同步: 当单个信号跨时钟域时,可以采用两级触发器来同步; 数据或地址总线跨时钟域时可以采用异步FIFO来实现时钟同步; 第三种方法就是采用握手信号。

    1.5K20

    异步FIFO设计

    但是在大规模的数字电路设计中,多时钟域往往是不可避免的,这样就会产生了跨时钟域传输等问题,为了解决跨时钟域问题,我们常常采取的方法是握手协议和异步FIFO做数据缓冲区,异步FIFO既可以使相异时钟域数据传输的时序要求变得宽松...如上图中所示,左边是写时钟域中的信号,右边则是读时钟域中的信号,中间存在两个同步时钟逻辑单元,它们的目的是分别为了使得写时钟域中的写时钟同步到读时钟域,从而产生或者消除读空信号,读时钟域中的读时钟同步到写时钟域...,从而产生或者消除写满信号。...当要产生FIFO的空、满状态标志时必须进行读写地址的比较时,问题就来临了: 如果直接采样地址比较的话地址线一般有多位,由于每个地址寄存器的物理空间位置的不一致性造成写地址的每一位在写时钟作用下跳变得不一致即产生毛刺...---- 同步逻辑的产生 为了把写指针同步到读时钟域以及把读指针同步到写时钟域,我们需要添加同步逻辑,最常用的同步逻辑则是利用两级触发器尽量减少亚稳态的产生。代码如下所示: ?

    1.5K20

    Clifford论文系列--多异步时钟设计的综合及脚本技术(2)

    上文链接Clifford论文系列--多异步时钟设计的综合及脚本技术(1) 5.传递多个控制信号 在进行跨时钟域设计时经常犯的一个错误是简单的将多个控制信号从一个时钟域传递到另一个时钟域,而忽略了控制信号排序的重要性...上述方法能保证,在最坏的情况下,当编码信号被目的时钟域采样时,使能信号同时目的时钟域的时钟采样,或者当编码控制信号失效时,使能信号也会同时失效。...不过在这需要注意的是,必须保证译码输出信号存在的时间比较长,比目的时钟域的时钟周期长很多才可以。 ? 6.数据传输 将数据从一个时钟域传递到另一个时钟域是在时钟域之间传递多个随机变化的信号的一个例子。...使用同步器来处理数据的传递通常是不可接受的。使用同步器错误地采样多位数据更改的机会太多了。...1.时钟域之间的握手数据 可以使用两个或三个握手控制信号在时钟域之间传递数据。当涉及到握手时,使用的控制信号越多,从一个时钟域向另一个时钟域传递数据的延迟时间就越长。

    73810

    Cracking Digital VLSI Verification Interview

    例如:如果信号从较快的时钟域送到较慢的时钟域,并且该信号的宽度仅等于一个时钟周期(较快的时钟),则可能会丢失以下信息:信号在较慢的时钟域中的采样沿前就变化了。...注意:这只是数据丢失的一个例子, 数据丢失的产生还有很多原因。 [348] 如何处理跨时钟域信号? 跨时钟域处理有很多方法,具体取决于我们需要在不同的时钟域之间传递1位还是多位。...在这种情况下,这些信号中的某些信号可能在目标时钟域的一个时钟周期中被捕获,而另一些信号在目标时钟域中的另一个时钟周期中被捕获,从而导致数据不一致性。可以使用下面方法在两个时钟域之间同步信号。...对于单bit跨时钟域: 两级或者三级同步器 使用握手信号进行同步 对于多bit跨时钟域: 使用多周期路径的方法进行同步,将未经同步的信号和同步控制信号一起发射到目标时钟域 对信号进行格雷码编码,由于相邻的格雷码计数只会变化...1bit,亚稳态的发生会大大减小 使用异步FIFO 将多比特信号合并成1bit,然后再通过多级同步器进行传输 [349] 举例信号从快时钟域到慢时钟域可能发生的问题 信号只持续一个时钟周期(快时钟域),

    2K10

    FPGA项目开发之同步信号和亚稳态

    然而,当我们有异步信号进入到 FPGA 或多个彼此异步的时钟域时,我们就需要仔细考虑设计,以确保我们不会违反建立和保持时间并导致亚稳态。...当然,很明显的一个情况就是输入信号与内部时钟是异步的,在同一个时钟域中的构成还不是很清楚。我们可以使用一些简单的规则;如果时钟是公共时钟的整数除法,我们就在同一个时钟域中。...如果时钟是非整数除法,它们不在同一个时钟域中,或者来自不同的源(即使它们具有相同的时钟频率) 在将信号同步到 FPGA 或不同的时钟域时,有多种设计可供选择。...还需要注意recombination,这是两个或多个静态信号跨越时钟域并在逻辑功能中重组的地方。由于亚稳态恢复,同步器中的延迟会导致下游逻辑受到影响。...这将显示设计中的所有时钟域交叉以及是否存在任何不安全或未知的交叉。在上面的示例中,可以看到有 6 个不安全和几个未知。如果我们使用选项 -details 运行命令,我们将看到报告的所有路径。

    35830

    【FPGA——基础篇】同步FIFO与异步FIFO——Verilog实现「建议收藏」

    若输入输出总线为同一时钟域,FIFO只是作为缓存使用,用同步FIFO即可,此时,FIFO在同一时钟下工作,FIFO的写使能、读使能、满信号、空信号、输入输出数据等各种信号都在同一时钟沿打入或输出。...若输入输出为不同时钟域,FIFO作时钟协同作用,需要采用异步FIFO,此时,FIFO在读与写分别在各自时钟下工作,FIFO的写使能、写满信号、输入数据等各种输入信号都在同一输入时钟沿打入或输出。...,读写时钟不一样,在产生读空信号和写满信号时,会涉及到跨时钟域的问题,如何解决?   ...2.将一个二进制的计数值从一个时钟域同步到另一个时钟域的时候很容易出现问题,因为采用二进制计数器时所有位都可能同时变化,在同一个时钟沿同步多个信号的变化会产生亚稳态问题。...所以需要一个二进制到gray码的转换电路,将地址值转换为相应的gray码,然后将该gray码同步到另一个时钟域进行对比,作为空满状态的检测。 那么,多位二进制码如何转化为格雷码?

    5.9K10

    异步fifo深度计算_异步fifo verilog

    DFF分别将写时钟域的写指针同步到读时钟域,将读时钟域的读指针同步到写时钟域;     (4)、 格雷码计数器——格雷码计数器中二进制计数器的低(n-1)位可以直接作为FIFO存储单元的地址指针;...1.2.跨时钟域问题   由于是异步FIFO的设计,读写时钟不一样,在产生读空信号和写满信号时,会涉及到跨时钟域的问题,如何解决?...跨时钟域的问题:上面我们已经提到要通过比较读写指针来判断产生读空和写满信号,但是读指针是属于读时钟域的,写指针是属于写时钟域的,而异步FIFO的读写时钟域不同,是异步的,要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的...解决方法:两级寄存器同步 + 格雷码   (1)将写时钟域的写指针同步到读时钟域,将同步后的写指针与读时钟域的读指针进行比较产生读空信号   (2)将读时钟域的读指针同步到写时钟域,将同步后的读指针与写时钟域的写指针进行比较产生写满信号...因为二进制编码的指针在跳变的时候有可能是多位数据一起变化,如二进制的7–>8 即 0111 –> 1000 ,在跳变的过程中 4 位全部发生了改变,这样很容易产生毛刺,造成读写过程中数据出错。

    81920

    异步fifo深度计算(异步计数状态转换表)

    DFF分别将写时钟域的写指针同步到读时钟域,将读时钟域的读指针同步到写时钟域;     (4)、 格雷码计数器——格雷码计数器中二进制计数器的低(n-1)位可以直接作为FIFO存储单元的地址指针;...1.2.跨时钟域问题   由于是异步FIFO的设计,读写时钟不一样,在产生读空信号和写满信号时,会涉及到跨时钟域的问题,如何解决?...跨时钟域的问题:上面我们已经提到要通过比较读写指针来判断产生读空和写满信号,但是读指针是属于读时钟域的,写指针是属于写时钟域的,而异步FIFO的读写时钟域不同,是异步的,要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的...解决方法:两级寄存器同步 + 格雷码   (1)将写时钟域的写指针同步到读时钟域,将同步后的写指针与读时钟域的读指针进行比较产生读空信号   (2)将读时钟域的读指针同步到写时钟域,将同步后的读指针与写时钟域的写指针进行比较产生写满信号...因为二进制编码的指针在跳变的时候有可能是多位数据一起变化,如二进制的7–>8 即 0111 --> 1000 ,在跳变的过程中 4 位全部发生了改变,这样很容易产生毛刺,造成读写过程中数据出错。

    1K10

    同步fifo的verilog代码_verilog 异步复位

    5.总体实现 系统的总体框图如下: 四、同步化分析 由于是异步FIFO的设计,读写时钟不一样,在产生读空信号和写满信号时,会涉及到跨时钟域的问题,如何解决?   ...2.将一个二进制的计数值从一个时钟域同步到另一个时钟域的时候很容易出现问题,因为采用二进制计数器时所有位都可能同时变化,在同一个时钟沿同步多个信号的变化会产生亚稳态问题。...所以需要一个二进制到gray码的转换电路,将地址值转换为相应的gray码,然后将该gray码同步到另一个时钟域进行对比,作为空满状态的检测。 那么,多位二进制码如何转化为格雷码?...,有两个,一个是格雷码减小亚稳态,另一个是指针信号跨异步时钟域的传递。...关于格雷码减小亚稳态,如果读写时钟差距过大,从快时钟域同步到慢时钟域的信号,时钟捕获的相邻两个数据变化并不是只有一个bit位的改变,可能导致格雷码失去原来的意义,嗯,目前的理解是这样。

    66820

    【原创】异步FIFO设计原理详解 (含RTL代码和Testbench代码)

    因为我们所设计的是异步FIFO,它的读写部分不是在同一个时钟域内工作,所以可以将它们划分为写时钟域和读时钟域,在两个时钟域各自控制本时钟域内的信号,并将两个时钟域内的一些有关信号进行跨时钟域处理来联合判断...二、各自时钟域内的二进制地址自增控制 RAM的地址由自然二进制表示,让其地址随着时钟自增即可满足FIFO指针递增的要求;注意各自时钟域开启使能端并且没有写满/读空的情况下才能让地址自增。...但是存在一个问题,自然二进制编码的地址在状态翻转的时候是多位变化,这就可能会产生竞争现象并有可能被另一个时钟域的触发器采样到,从而引发误判。...可以看出,A点输出的是二进制数据,可能存在多位变化,但是经过转格雷码电路 bin to gray (组合逻辑电路)就不会产生竞争现象了吗,仔细想想,当A点二进制数据处于变化中的中间态时,由于 bin to...八、拓展问题 1、对格雷码编码电路打拍和跨时钟域的打两拍会导致其中一个时钟域跨过来的地址数据滞后,这样会导致FIFO工作异常吗? 不会。

    2.8K20
    领券