跨时钟域的问题:前一篇已经提到要通过比较读写指针来判断产生读空和写满信号,但是读指针是属于读时钟域的,写指针是属于写时钟域的,而异步FIFO的读写时钟域不同,是异步的,要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的,因此我们需要进行同步处理以后进行比较. 解决方法:两级寄存器同步 + 格雷码 同步的过程有两个: (1)将写时钟域的写指针同步到读时钟域,将同步后的写指针与读时钟域的读指针进行比较产生读空信号: (2)将读时钟域的读指针同步到写时钟域,将同步后的读指针与写时

文章主要是基于学习后的总结. 1. 时钟域 假如设计中所有的触发器都使用一个全局网络,比如FPGA的主时钟输入,那么我们说这个设计只有一个时钟域.假如设计有两个输入时钟,如图1所示,一个时钟给接口1使用,另一给接口2使用,那么我们说这个设计中有两个时钟域. 2. 亚稳态 触发器的建立时间和保持时间在时钟上升沿左右定义了一个时间窗口,如果触发器的数据输入端口上数据在这个时间窗口内发生变化(或者数据更新),那么就会产生时序违规.存在这个时序违规是因为建立时间要求和保持时间要求被违反了,此时触发器内部

文章主要是基于学习后的总结. 1. 时钟域 假如设计中所有的触发器都使用一个全局网络,比如FPGA的主时钟输入,那么我们说这个设计只有一个时钟域.假如设计有两个输入时钟,如图1所示,一个时钟给接口1使用,另一给接口2使用,那么我们说这个设计中有两个时钟域. 2. 亚稳态 触发器的建立时间和保持时间在时钟上升沿左右定义了一个时间窗口,如果触发器的数据输入端口上数据在这个时间窗口内发生变化(或者数据更新),那么就会产生时序违规.存在这个时序违规是因为建立时间要求和保持时间要求被违反了,此时触发器内部

前言 触发器输入端口的数据在时间窗口内发生变化,会导致时序违例.触发器的输出在一段时间内徘徊在一个中间电平,既不是0也不是1.这段时间称为决断时间(resolution time).经过resolution time之后Q端将稳定到0或1上,但是稳定到0或者1,是随机的,与输入没有必然的关系. 触发器由于物理工艺原因,数据并不是理想化的只要触发沿时刻不变即可.触发器有固定的建立时间,保持时间. 建立时间:在时钟有效沿到来前数据需要稳定的时间. 保持时间:在时钟有效沿之后数据还需要保持不变的时间.

在逻辑设计领域,只涉及单个时钟域的设计并不多.尤其对于一些复杂的应用,FPGA往往需要和多个时钟域的信号进行通信.异步时钟域所涉及的两个时钟之间可能存在相位差,也可能没有任何频率关系,即通常所说的不同频不同相. 图1是一个跨时钟域的异步通信实例,发送域和接收域的时钟分别是clk_a和clk_b.这两个时钟频率不同,并且存在一定的相位差.对于接收时钟域而言,来自发送时钟域的信号data_a2b有可能在任何时刻变化. 图1 跨时钟域通信 对于上述的异步时钟域通信,设计者需要做特殊的处理以确保数据可靠

参考文档 https://blog.csdn.net/u011412586/article/details/10009761 前言 对于信号需要跨时钟域处理而言,最重要的就是确保数据能稳定的传送到采样时钟域. 普通的cdc处理方法需要关注时钟域速度的异同,即分慢时钟域到快时钟域.快时钟域到慢时钟域.相位关系等问题,会让人瞬间爆炸. 那么,是否有一种相对稳定,又无需关注传送时钟域和接收时钟域两者时钟速度.相位关系的数据传递方式呢? 这里仿真验证握手结绳法,自己想的,不知道跟结绳法是不是一致的...

跨时钟域设计是FPGA设计中经常遇到的问题,特别是对Trigger信号进行同步设计,往往需要把慢时钟域的Trigger信号同步到快时钟域下,下面是我工作中用到的慢时钟域到快时钟域的Verilog HDL设计.     // Trigger Cross Domain Design, Slow to fast clock domain  module Trig_ CrossDomain _S2F (      input clkB,      input rst_n,      input Trig

跨时钟域设计中,对快时钟域的Trigger信号同步到慢时钟域,可以采用上面的电路实现,Verilog HDL设计如下:   // Trigger signal sync, Fast clock domain to slow domainmodule Trig_CrossDomain_F2S ( input clkB, input rst_n, input TrigIn_clkA,  output  reg TrigOut_clkB );  reg Q1,Q2,nQ2;  always @(pos

欢迎访问电子工程师学堂,以便了解更多内容:http://www.eeschool.org 一.本实验基于iCore2 完成,通过简单改动,即可用在 iCore 核心板.iBoard 电子学堂上. iCore2 核心板介绍:http://item.taobao.com/item.htm?&id=20889895095 iCore 核心板介绍:http://item.taobao.com/item.htm?&id=14883098933 iBoard 电子学堂介绍:http://item.ta

FPGA跨时钟数据传输,是我们经常遇到的问题的,下面给出一种跨时钟握手操作的电路结构.先上图 先对与其他人的结构,这个结构最大的特点是使用 req 从低到高或者高到低的变化 来表示DIN数据有效并开始传输.并且同过判断 req与ack信号是否相等就可以判断传输是否完成.当req !=ack时表示正在传输,不可以发起新的传输操作.当req=ack时表示传输完成,可以开始新的传输过程. 并且这样的结构在req传输发生亚稳态时也可以有效的传输信号,可以适应任意时钟域之间的数据传输.仿真图如下 代码:

今天面试,要走时问了我一个问题:如果两个时钟一个时钟慢一个时钟快,来读写FIFO,其中读出的数据是 连续的一段一段的. 图1 图1为写时序控制,可以看出数据是两个时钟周期的长度,当然实际中可以是任意周期的长度. 图2 图2为读时序,ren使能的长度也可以是任意,但是我以为一点是必须保证的,那就是读写数据的速率依然是相等的. 在读写数据相等,读写数据都是周期性的前提下,我认为只要对FIFO直接进行读写就可以,不要求对数据进行任何缓存, 但是为防止读写冲突,可以缓存几个数据.那么重点就在于产生读写使

本文首先对异步 FIFO 设计的重点难点进行分析 最后给出详细代码 一.FIFO简单讲解 FIFO的本质是RAM, 先进先出 重要参数:fifo深度(简单来说就是需要存多少个数据)               fifo位宽(每个数据的位宽) FIFO有同步和异步两种,同步即读写时钟相同,异步即读写时钟不相同 同步FIFO用的少,可以作为数据缓存 异步FIFO可以解决跨时钟域的问题,在应用时需根据实际情况考虑好fifo深度即可 本次要设计一个异步FIFO,深度为8,位宽也是8. 代码是学习Simu

本文首先对异步 FIFO 设计的重点难点进行分析 最后给出详细代码 一.FIFO简单讲解 FIFO的本质是RAM, 先进先出 重要参数:fifo深度(简单来说就是需要存多少个数据)               fifo位宽(每个数据的位宽) FIFO有同步和异步两种,同步即读写时钟相同,异步即读写时钟不相同 同步FIFO用的少,可以作为数据缓存 异步FIFO可以解决跨时钟域的问题,在应用时需根据实际情况考虑好fifo深度即可 本次要设计一个异步FIFO,深度为8,位宽也是8. 代码是学习Simu

转自http://ninghechuan.com 异步FIFO有两个异步时钟,一个端口写入数据,一个端口读出数据.通常被用于数据的跨时钟域的传输. 同步FIFO的设计.一个时钟控制一个计数器,计数器增加(只写不读),计数器减少(只读不写),计数器保持(不写不读).计数器为0时,FIFO空,计数器为你定义的最大值,FIFO为满.貌似较容易设计. 很遗憾的是,异步FIFO并不能用这样的思想,因为异步FIFO有两个时钟,并没有办法控制一个计数器读写操作.只能分开读写计数器,通过比较读写指针的值来判断空

 一.分析 由于是异步FIFO的设计,读写时钟不一样,在产生读空信号和写满信号时,会涉及到跨时钟域的问题,如何解决? 跨时钟域的问题:由于读指针是属于读时钟域的,写指针是属于写时钟域的,而异步FIFO的读写时钟域不同,是异步的,要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的,因此我们需要进行同步处理以后仔进行比较 解决方法:加两级寄存器同步 + 格雷码(目的都是消除亚稳态)   1.使用异步信号进行使用的时候,好的设计都会对异步信号进行同步处理,同步一般采用多级D触发器

这几天看了Clifford E. Cummings的两篇大作<Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design>and <Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design with Asynchronous Pointer Comparisons>颇有感想,真可谓经典之作,不可错过. 1．什么是FIFO? FIFO是英文Fi

参考以下帖子: https://blog.csdn.net/hengzo/article/details/49683707 https://blog.csdn.net/Times_poem/article/details/51917648 https://www.cnblogs.com/aslmer/p/6114216.html https://www.cnblogs.com/ylsm-kb/p/9068449.html https://blog.csdn.net/Pieces_thinking

感谢 知乎龚大佬 打杂大佬 网上几个nice的博客(忘了是哪个了....) 前言 虽然FIFO都有IP可以使用,但理解原理还是自己写一个来得透彻. 什么是FIFO? Fist in first out.先入先出的数据缓存器,没有外部读写地址线,可同时读写. 规则:永远不要写一个已经写满了的fifo. 永远不要读一个读空了的fifo. FIFO种类? 同步FIFO和异步FIFO. 同步FIFO只有一个时钟,也就是说写端和读端的时钟是一毛一样的. 异步FIFO读端和写端两个时钟则是不一样的.包括同频

今天要介绍的异步FIFO,可以有不同的读写时钟,即不同的时钟域.由于异步FIFO没有外部地址端口,因此内部采用读写指针并顺序读写,即先写进FIFO的数据先读取(简称先进先出).这里的读写指针是异步的,处理不同的时钟域,而异步FIFO的空满标志位是根据读写指针的情况得到的.为了得到正确的空满标志位,需要对读写指针进行同步.一般情况下,如果一个时钟域的信号直接给另一个时钟域采集,可能会产生亚稳态,亚稳态的产生对设计而言是致命的.为了减少不同时钟域间的亚稳态问题,我们先对它进行两拍寄存同步,如图1所示