一個(gè)時(shí)鐘異步切換原理圖

原理如下圖（為了方便簡(jiǎn)潔，去掉了rst_n）

波形是這樣的

代碼就是根據(jù)電路圖寫的

 1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 2 //  DATE    :   Wed Jun  6 23:31:57 CST 2012
 3 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 4 module clk_sw(
 5     input   wire    clk_a
 6 ,   input   wire    clk_b
 7 ,   input   wire    rst_n
 8 ,   input   wire    sel
 9 ,   output  wire    clk_o
10 );
11 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
12 // variable declaration
13 reg     clk_a_en ;
14 reg     clk_b_en ;
15 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
16 // logic
17 always @(posedge clk_a or negedge rst_n) begin
18     if(~rst_n)                          clk_a_en     <=  1'b0               ;
19     else                                clk_a_en     <=  ~sel & ~clk_b_en   ;
20 end
21 always @(posedge clk_b or negedge rst_n) begin
22     if(~rst_n)                          clk_b_en     <=  1'b0               ;
23     else                                clk_b_en     <=  sel  & ~clk_a_en   ;
24 end
25 assign  clk_o   =   (clk_a & clk_a_en) | (clk_b & clk_b_en) ;
26 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
27 
28 endmodule   //          CREATED by poiu_elab@1207
29 
30 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

testbench是這樣的

 1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 2 //  DATE    :   Wed Jun  6 23:42:58 CST 2012
 3 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 4 `define CLK_A_CYCLE   23
 5 `define CLK_B_CYCLE   47
 6 module tb();
 7 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 8 // variable declaration
 9 reg     clk_a   ;
10 reg     clk_b   ;
11 reg     rst_n   ;
12 reg     sel     ;
13 wire    clk_o   ;
14 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
15 // stimulation generation
16 initial forever #(`CLK_A_CYCLE/2) clk_a = ~clk_a;
17 initial forever #(`CLK_B_CYCLE/2) clk_b = ~clk_b;
18 initial begin
19     rst_n           =   1'b0            ;
20     clk_a           =   1'b1            ;
21     clk_b           =   1'b1            ;
22     sel             =   1'b0            ;
23 #500;
24     rst_n           =   1'b1            ;
25 #500;
26 #({$random}%13+500);
27     sel             =   ~sel            ;
28 #({$random}%23+500);
29     sel             =   ~sel            ;
30 #({$random}%33+500);
31     sel             =   ~sel            ;
32 #({$random}%43+500);
33     sel             =   ~sel            ;
34 #({$random}%53+500);
35     sel             =   ~sel            ;
36 #({$random}%63+500);
37     sel             =   ~sel            ;
38 #({$random}%73+500);
39     sel             =   ~sel            ;
40 #({$random}%83+500);
41     sel             =   ~sel            ;
42 #({$random}%93+500);
43     sel             =   ~sel            ;
44 #({$random}%13+500);
45     sel             =   ~sel            ;
46 #({$random}%23+500);
47     sel             =   ~sel            ;
48 #({$random}%33+500);
49     sel             =   ~sel            ;
50 #({$random}%43+500);
51     sel             =   ~sel            ;
52 #({$random}%53+500);
53     sel             =   ~sel            ;
54 #({$random}%63+500);
55     sel             =   ~sel            ;
56 #({$random}%73+500);
57     sel             =   ~sel            ;
58 #({$random}%83+500);
59     sel             =   ~sel            ;
60 #({$random}%93+500);
61     sel             =   ~sel            ;
62 #5000;
63 $stop;
64 end
65 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
66 // module instaniation
67 clk_sw u_clk_sw(
68     .clk_a  (   clk_a   )
69 ,   .clk_b  (   clk_b   )
70 ,   .rst_n  (   rst_n   )
71 ,   .sel    (   sel     )
72 ,   .clk_o  (   clk_o   )
73 );
74 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
75 
76 endmodule   //          CREATED by poiu_elab@1207
77 
78 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

這里的核心就是你的sel發(fā)生翻轉(zhuǎn)的時(shí)候，首先肯定是在本時(shí)鐘域內(nèi)的clk_en會(huì)先變低（invalid），之后才會(huì)使得另外時(shí)鐘域內(nèi)的clk_en變高（valid），這時(shí)另外一個(gè)時(shí)鐘域內(nèi)的時(shí)鐘才能和clk_en相與輸出。

簡(jiǎn)而言之，比如一開始是clk_a有效，clk_out為clk_a，sel翻轉(zhuǎn)后，clk_a_en在clk_a的時(shí)鐘域內(nèi)先關(guān)斷（拉低），使得clk_out持續(xù)拉低，clk_a_en變低后，clk_b_en在clk_b的時(shí)鐘域內(nèi)才能被拉高有效，這時(shí)同步的clk_b_en信號(hào)與clk_b相與就能使得clk_out成功切換到clk_b了。

原理就是這樣，其中clk_a_en和clk_b_en不會(huì)同時(shí)有效就避免了時(shí)鐘切換的時(shí)候窄脈沖及毛刺的生成，但是我覺(jué)得由于是組合邏輯輸出的時(shí)鐘總歸還是會(huì)有一些缺點(diǎn)和不足的。不知道有沒(méi)有什么更好的辦法。
編輯：hfy