SpinalHDL里用于跨時鐘域處理的一些手段方法
開篇立論
跨時鐘域信號的打拍處理往往用于單比特信號或類似于格林碼這種信號的跨時鐘域處理。其邏輯電路很簡單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實現這種跨時鐘域打拍處理方式：
在日常的電路設計里，計數器是常見的DFX信號，有些情況下需要將一個時鐘域的DFX信號轉換到另一個時鐘域進行HPI讀取，這種情況也可以通過打拍進行處理，不過前提是需轉換成格林碼，如此在源時鐘域和目的時鐘域需分別做一次轉換與反轉換。但如果計數器采用格林碼進行計數則可以少進行一次轉換。SpinalHDL有提供一個GrayCounter方法用于生成格林碼計數器：
除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時鐘域向高時鐘域進行傳輸則沒什么問題，但從高時鐘域向低時鐘域進行轉換則存在丟失數據的風險。
FIFO跨時鐘域緩存
對于高吞吐的多比特信號跨時鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進行處理。在SpinalHDL里則有StreamFifoCC供使用：
每一個做數字邏輯的都繞不開跨時鐘域處理，談一談SpinalHDL里用于跨時鐘域處理的一些手段方法。
打拍處理跨時鐘域信號的打拍處理往往用于單比特信號或類似于格林碼這種信號的跨時鐘域處理。其邏輯電路很簡單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實現這種跨時鐘域打拍處理方式：
BufferCC(input: T, init: T = null, bufferDepth: Int = 2)
bufferDepth可用于指定打拍級數。input信號的時鐘域為源時鐘域，BUfferCC調用的地方的時鐘域為目的時鐘域。在日常的電路設計里，計數器是常見的DFX信號，有些情況下需要將一個時鐘域的DFX信號轉換到另一個時鐘域進行HPI讀取，這種情況也可以通過打拍進行處理，不過前提是需轉換成格林碼，如此在源時鐘域和目的時鐘域需分別做一次轉換與反轉換。但如果計數器采用格林碼進行計數則可以少進行一次轉換。SpinalHDL有提供一個GrayCounter方法用于生成格林碼計數器：
GrayCounter(width: Int, enable: Bool)
提供一個小demo，GtayCounter+BufferCC：
:Bool,clockIn:ClockDomain,clockOut:ClockDomain):Bool
握手處理
對于吞吐要求不是特別高的場合，跨時鐘域信號采用握手形式進行處理也是一種不錯的選擇。SpinalHDL有兩個抽象類型個人一直很喜歡：Stream，Flow。這兩種形式基本囊括了所有的信號交互行為，其也可以說是SpinalHDL lib庫的基石。針對跨時鐘域的握手處理，SpinalHDL有一個StreamCCByToggle可以使用：
StreamCCByToggle(input: Stream[T], inputClock: ClockDomain, outputClock: ClockDomain): Stream[T]
其輸入參數包含源時鐘域信號，源時鐘域，目的時鐘域，其返回一個目的時鐘域的Stream信號：
除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時鐘域向高時鐘域進行傳輸則沒什么問題，但從高時鐘域向低時鐘域進行轉換則存在丟失數據的風險。
FIFO跨時鐘域緩存
對于高吞吐的多比特信號跨時鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進行處理。在SpinalHDL里則有StreamFifoCC供使用：
val myFifo = StreamFifoCC(dataType = Bits(8 bits),depth = 128,pushClock = clockA,popClock = clockB)<< streamAmyFifo.io.pop>>streamB
審核編輯：湯梓紅
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規問題，請聯系本站處理。
舉報投訴
-
信號處理
+關注
關注
48文章
1055瀏覽量
103935 -
時鐘
+關注
關注
11文章
1886瀏覽量
132904 -
數字邏輯
+關注
關注
0文章
74瀏覽量
16993
原文標題：跨時鐘域那點事兒
文章出處：【微信號：zhuyandz，微信公眾號：FPGA之家】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
看看Stream信號里是如何做跨時鐘域握手的
一些，適用于追求高吞吐的場景。寫在最后邏輯處理里很多總線都是基于Stream這種信號來實現的（如AXI4家族），通過上面的方法，可以很容易根
發表于 07-07 17:25
基于FPGA的跨時鐘域信號處理——MCU
問題，不過請注意，今后的這些關于異步信號處理的文 章里將會重點從工程實踐的角度出發，以一些特權同學遇到過的典型案例的設計為依托，從代碼的角度來剖析一些特權同學認為經典的
發表于 11-01 16:24
?11次下載
工商網監
評論