看的東西多了,發(fā)現(xiàn)有些并未領(lǐng)會(huì)到位。單bit信號(hào)的跨時(shí)鐘域傳輸,可以使用兩級(jí)同步,但后果呢?
重復(fù)一下亞穩(wěn)態(tài),違反觸發(fā)器的時(shí)序特性,可能導(dǎo)致觸發(fā)器的輸出進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài),亞穩(wěn)態(tài)不在0和1的電壓范圍內(nèi)。數(shù)字電路的功能體現(xiàn)在0和1上,亞穩(wěn)態(tài)可能導(dǎo)致功能錯(cuò)誤
亞穩(wěn)態(tài)可能繼續(xù)傳播,即保持亞穩(wěn)態(tài),也可能經(jīng)過一定時(shí)間穩(wěn)定到0和1。換句話說,亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定后,信號(hào)可能保持不變,也可以翻轉(zhuǎn)(相比上一個(gè)周期)
采用兩級(jí)同步后,亞穩(wěn)態(tài)不能被消除,增加的一級(jí)觸發(fā)器隔離了亞穩(wěn)態(tài)。下圖中,盡管F2發(fā)生亞穩(wěn)態(tài),倘若其亞穩(wěn)態(tài)能在一個(gè)周期內(nèi)恢復(fù),C的輸出不會(huì)傳播亞穩(wěn)態(tài)。
但由于亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定結(jié)果是不確定的,兩級(jí)同步會(huì)讓觸發(fā)器的結(jié)果在一個(gè)周期內(nèi)uncertainty
對(duì)于多bit信號(hào),如果逐一使用兩級(jí)同步,會(huì)帶來一致性問題。如下圖所示,x2,y2在clkb的上升沿附近翻轉(zhuǎn),導(dǎo)致x3和y3產(chǎn)生亞穩(wěn)態(tài),下一個(gè)周期,由于亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定后的結(jié)果不確定,X4能夠采樣到1,而Y4采樣到0,導(dǎo)致信號(hào)在傳輸過程中錯(cuò)拍。在下一個(gè)周期,由于信號(hào)不在時(shí)鐘沿翻轉(zhuǎn),Y4能夠采樣到1.
很明顯,xy從00變化到11,接收端能夠采樣到00-10-11
最后,信號(hào)的脈沖寬度也有要求。當(dāng)快時(shí)鐘域到慢時(shí)鐘域,會(huì)存在漏采的問題。原本想要采樣1,卻只能收到0
一個(gè)簡單的脈沖擴(kuò)展電路如下,當(dāng)然也可以使用握手協(xié)議。原時(shí)鐘域打拍,取或,再寄存一拍(組合電路計(jì)算可能有毛刺)
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數(shù)字電路
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觸發(fā)器
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bit
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