看的東西多了,發(fā)現(xiàn)有些并未領會到位。單bit信號的跨時鐘域傳輸,可以使用兩級同步,但后果呢?
重復一下亞穩(wěn)態(tài),違反觸發(fā)器的時序特性,可能導致觸發(fā)器的輸出進入亞穩(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)可能導致功能錯誤
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)過一定時間穩(wěn)定到0和1。換句話說,亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定后,信號可能保持不變,也可以翻轉(相比上一個周期)
采用兩級同步后,亞穩(wěn)態(tài)不能被消除,增加的一級觸發(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)能在一個周期內(nèi)恢復,C的輸出不會傳播亞穩(wěn)態(tài)。
但由于亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定結果是不確定的,兩級同步會讓觸發(fā)器的結果在一個周期內(nèi)uncertainty
對于多bit信號,如果逐一使用兩級同步,會帶來一致性問題。如下圖所示,x2,y2在clkb的上升沿附近翻轉,導致x3和y3產(chǎn)生亞穩(wěn)態(tài),下一個周期,由于亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定后的結果不確定,X4能夠采樣到1,而Y4采樣到0,導致信號在傳輸過程中錯拍。在下一個周期,由于信號不在時鐘沿翻轉,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,信號的脈沖寬度也有要求。當快時鐘域到慢時鐘域,會存在漏采的問題。原本想要采樣1,卻只能收到0
一個簡單的脈沖擴展電路如下,當然也可以使用握手協(xié)議。原時鐘域打拍,取或,再寄存一拍(組合電路計算可能有毛刺)
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數(shù)字電路
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觸發(fā)器
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