數(shù)字前端電路：簡(jiǎn)單的邊沿檢測(cè)電路分析

如何知道一個(gè)信號(hào)上升沿或下降沿是否到來(lái)？下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的邊沿檢測(cè)電路。

這個(gè)電路的原理很簡(jiǎn)單。當(dāng)din上升沿或下降沿到來(lái)時(shí)，din_re_fe_p產(chǎn)生一個(gè)脈沖。后續(xù)電路看到這個(gè)脈沖，就知道din上升沿或下降沿發(fā)生了。

如果din是異步輸入，前面要加一個(gè)兩級(jí)同步器（其實(shí)就是兩級(jí)DFF）。

邊沿檢測(cè)可以演化出只檢測(cè)上升沿，只檢測(cè)下降沿。

邊沿檢測(cè)電路非常有用。

例1：作為跨時(shí)鐘域同步握手信號(hào)

有一組信號(hào)data_bus，需要從clk_a同步到clk_b。如果每一個(gè)信號(hào)都經(jīng)過(guò)兩級(jí)同步器，那就太浪費(fèi)資源了。而且有時(shí)一組信號(hào)要保證所有位傳到clk_b時(shí)同時(shí)更新，就更不能用兩級(jí)同步器了。兩級(jí)同步器的latency在1到3個(gè)周期之間，有隨機(jī)性，無(wú)法保證兩個(gè)信號(hào)各自通過(guò)同步器后同時(shí)更新。

這個(gè)場(chǎng)景可以加一個(gè)簡(jiǎn)單的握手信號(hào)data_toggle。當(dāng)clk_a這邊信號(hào)變化時(shí)，data_toggle也改變狀態(tài)（0->1或1->0）。data_toggle送到clk_b，經(jīng)過(guò)兩級(jí)同步+邊沿檢測(cè)產(chǎn)生data_toggle_re_fe_p，clk_b這邊的邏輯看到data_toggle_re_fe_p脈沖后，就可以放心大膽地鎖存data_bus。

喜歡low power的朋友可以把data_toggle_re_fe_p作為ICG的EN信號(hào)。RTL寫(xiě)得干凈，工具也能自動(dòng)infer ICG。

邊沿檢測(cè)輸出作為ICG EN其實(shí)是非常有用的low power技巧之一。

當(dāng)然，這個(gè)例子是很簡(jiǎn)單地握手方式。復(fù)雜一些的可以用request，acknowledge之類(lèi)的雙向握手。

clk_a送一個(gè)req=1到clk_b，告訴clk_b數(shù)據(jù)ready。

clk_b同步req并做上升沿檢測(cè)。檢測(cè)到req上升沿后鎖存數(shù)據(jù)。

clk_b發(fā)一個(gè)ack=1給clk_a，告訴clk_a數(shù)據(jù)已經(jīng)鎖存。

clk_a同步ack并做上升沿檢測(cè)。檢測(cè)到ack上升沿后清除req=0，準(zhǔn)備下一次傳數(shù)據(jù)。

clk_b這邊檢測(cè)到req下降沿，清除ack=0，準(zhǔn)備接受下一次數(shù)據(jù)。

審核編輯：黃飛