關(guān)于跨時(shí)鐘域的詳細(xì)解答

每一個(gè)做數(shù)字邏輯的都繞不開跨時(shí)鐘域處理，談一談SpinalHDL里用于跨時(shí)鐘域處理的一些手段方法。

打拍處理 跨時(shí)鐘域信號(hào)的打拍處理往往用于單比特信號(hào)或類似于格林碼這種信號(hào)的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實(shí)現(xiàn)這種跨時(shí)鐘域打拍處理方式：

BufferCC（input： T， init： T = null， bufferDepth： Int = 2）

bufferDepth可用于指定打拍級(jí)數(shù)。input信號(hào)的時(shí)鐘域?yàn)樵磿r(shí)鐘域，BUfferCC調(diào)用的地方的時(shí)鐘域?yàn)槟康臅r(shí)鐘域。 在日常的電路設(shè)計(jì)里，計(jì)數(shù)器是常見的DFX信號(hào)，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)鐘域進(jìn)行HPI讀取，這種情況也可以通過打拍進(jìn)行處理，不過前提是需轉(zhuǎn)換成格林碼，如此在源時(shí)鐘域和目的時(shí)鐘域需分別做一次轉(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計(jì)數(shù)器采用格林碼進(jìn)行計(jì)數(shù)則可以少進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個(gè)GrayCounter方法用于生成格林碼計(jì)數(shù)器：

GrayCounter（width： Int， enable： Bool）

提供一個(gè)小demo，GtayCounter+BufferCC：

這里GrayCounter在時(shí)鐘域clkA中實(shí)現(xiàn)，通過BufferCC將其跨時(shí)鐘域至clkB，bufferDepth為3.Tips：BufferCC的第二個(gè)參數(shù)init數(shù)據(jù)類型是T，而T《：Data，即意味著init數(shù)據(jù)類型為“硬件”數(shù)據(jù)類型，因而上面init賦值需為U（0，8 bits）而不能直接寫0》》脈沖信號(hào)處理 脈沖信號(hào)的跨時(shí)鐘域處理，SpinalHDL提供了PulseCCByToggle方法：

PulseCCByToggle（input： Bool，clockIn： ClockDomain，clockOut： ClockDomain）： Bool

握手處理

對(duì)于吞吐要求不是特別高的場合，跨時(shí)鐘域信號(hào)采用握手形式 進(jìn)行處理也是一種不錯(cuò)的選擇。SpinalHDL有兩個(gè)抽象類型個(gè)人一直很喜歡：Stream，F(xiàn)low。這兩種形式基本囊括了所有的信號(hào)交互行為，其也可以說是SpinalHDL lib庫的基石。針對(duì)跨時(shí)鐘域的握手處理，SpinalHDL有一個(gè)StreamCCByToggle可以使用：

StreamCCByToggle（input： Stream［T］， inputClock： ClockDomain， outputClock： ClockDomain）： Stream［T］

其輸入?yún)?shù)包含源時(shí)鐘域信號(hào)，源時(shí)鐘域，目的時(shí)鐘域，其返回一個(gè)目的時(shí)鐘域的Stream信號(hào)：

這里srcIn隸屬于時(shí)鐘域clkA，destOut隸屬于時(shí)鐘域clkB。 除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個(gè)FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時(shí)鐘域向高時(shí)鐘域進(jìn)行傳輸則沒什么問題，但從高時(shí)鐘域向低時(shí)鐘域進(jìn)行轉(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)?！贰稦IFO跨時(shí)鐘域緩存 對(duì)于高吞吐的多比特信號(hào)跨時(shí)鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進(jìn)行處理。在SpinalHDL里則有StreamFifoCC供使用：

val myFifo = StreamFifoCC（ dataType = Bits（8 bits）， depth = 128， pushClock = clockA， popClock = clockB）myFifo.io.push 《《 streamAmyFifo.io.pop 》》 streamB
編輯：lyn