SpinalHDL里用于跨時(shí)鐘域處理的一些手段方法
開篇立論
跨時(shí)鐘域信號(hào)的打拍處理往往用于單比特信號(hào)或類似于格林碼這種信號(hào)的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡(jiǎn)單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實(shí)現(xiàn)這種跨時(shí)鐘域打拍處理方式：
在日常的電路設(shè)計(jì)里，計(jì)數(shù)器是常見的DFX信號(hào)，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)鐘域進(jìn)行HPI讀取，這種情況也可以通過打拍進(jìn)行處理，不過前提是需轉(zhuǎn)換成格林碼，如此在源時(shí)鐘域和目的時(shí)鐘域需分別做一次轉(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計(jì)數(shù)器采用格林碼進(jìn)行計(jì)數(shù)則可以少進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個(gè)GrayCounter方法用于生成格林碼計(jì)數(shù)器：
除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個(gè)FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時(shí)鐘域向高時(shí)鐘域進(jìn)行傳輸則沒什么問題，但從高時(shí)鐘域向低時(shí)鐘域進(jìn)行轉(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)。
FIFO跨時(shí)鐘域緩存
對(duì)于高吞吐的多比特信號(hào)跨時(shí)鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進(jìn)行處理。在SpinalHDL里則有StreamFifoCC供使用：
每一個(gè)做數(shù)字邏輯的都繞不開跨時(shí)鐘域處理，談一談SpinalHDL里用于跨時(shí)鐘域處理的一些手段方法。
打拍處理跨時(shí)鐘域信號(hào)的打拍處理往往用于單比特信號(hào)或類似于格林碼這種信號(hào)的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡(jiǎn)單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實(shí)現(xiàn)這種跨時(shí)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(jí)數(shù)。input信號(hào)的時(shí)鐘域?yàn)樵磿r(shí)鐘域，BUfferCC調(diào)用的地方的時(shí)鐘域?yàn)槟康臅r(shí)鐘域。在日常的電路設(shè)計(jì)里，計(jì)數(shù)器是常見的DFX信號(hào)，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)鐘域進(jìn)行HPI讀取，這種情況也可以通過打拍進(jìn)行處理，不過前提是需轉(zhuǎn)換成格林碼，如此在源時(shí)鐘域和目的時(shí)鐘域需分別做一次轉(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計(jì)數(shù)器采用格林碼進(jìn)行計(jì)數(shù)則可以少進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個(gè)GrayCounter方法用于生成格林碼計(jì)數(shù)器：
GrayCounter(width: Int, enable: Bool)
提供一個(gè)小demo，GtayCounter+BufferCC：
:Bool,clockIn:ClockDomain,clockOut:ClockDomain):Bool
握手處理
對(duì)于吞吐要求不是特別高的場(chǎng)合，跨時(shí)鐘域信號(hào)采用握手形式進(jìn)行處理也是一種不錯(cuò)的選擇。SpinalHDL有兩個(gè)抽象類型個(gè)人一直很喜歡：Stream，F(xiàn)low。這兩種形式基本囊括了所有的信號(hào)交互行為，其也可以說是SpinalHDL lib庫的基石。針對(duì)跨時(shí)鐘域的握手處理，SpinalHDL有一個(gè)StreamCCByToggle可以使用：
StreamCCByToggle(input: Stream[T], inputClock: ClockDomain, outputClock: ClockDomain): Stream[T]
其輸入?yún)?shù)包含源時(shí)鐘域信號(hào)，源時(shí)鐘域，目的時(shí)鐘域，其返回一個(gè)目的時(shí)鐘域的Stream信號(hào)：
除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個(gè)FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時(shí)鐘域向高時(shí)鐘域進(jìn)行傳輸則沒什么問題，但從高時(shí)鐘域向低時(shí)鐘域進(jìn)行轉(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)。
FIFO跨時(shí)鐘域緩存
對(duì)于高吞吐的多比特信號(hào)跨時(shí)鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進(jìn)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(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請(qǐng)聯(lián)系本站處理。
舉報(bào)投訴
-
信號(hào)處理
+關(guān)注
關(guān)注
48文章
1041瀏覽量
103387 -
時(shí)鐘
+關(guān)注
關(guān)注
11文章
1746瀏覽量
131775 -
數(shù)字邏輯
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
74瀏覽量
16695
原文標(biāo)題：跨時(shí)鐘域那點(diǎn)事兒
文章出處：【微信號(hào)：zhuyandz，微信公眾號(hào)：FPGA之家】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
關(guān)于跨時(shí)鐘域信號(hào)的處理方法
我在知乎看到了多bit信號(hào)跨時(shí)鐘的問題，于是整理了一下自己對(duì)于跨時(shí)鐘域信號(hào)的
如何處理好FPGA設(shè)計(jì)中跨時(shí)鐘域間的數(shù)據(jù)
跨時(shí)鐘域處理是FPGA設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，而如何處理好跨時(shí)
發(fā)表于 07-29 06:19
看看Stream信號(hào)里是如何做跨時(shí)鐘域握手的
一些，適用于追求高吞吐的場(chǎng)景。寫在最后邏輯處理里很多總線都是基于Stream這種信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的（如AXI4家族），通過上面的方法，可以很容易根
發(fā)表于 07-07 17:25
FPGA界最常用也最實(shí)用的3種跨時(shí)鐘域處理的方法
跨時(shí)鐘域處理是FPGA設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，而如何處理好跨時(shí)
發(fā)表于 11-15 20:08
?1.4w次閱讀
揭秘FPGA跨時(shí)鐘域處理的三大方法
跨時(shí)鐘域處理是 FPGA 設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，而如何處理好跨
SpinalHDL里時(shí)鐘域中的定制與命名
聊一聊在SpinalHDL里時(shí)鐘域中時(shí)鐘的定制與命名。 相較于Verilog，在SpinalHDL
關(guān)于跨時(shí)鐘域的詳細(xì)解答
每一個(gè)做數(shù)字邏輯的都繞不開跨時(shí)鐘域處理，談一談SpinalH
介紹3種方法跨時(shí)鐘域處理方法
跨時(shí)鐘域處理是FPGA設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，而如何處理好跨時(shí)
基于FPGA的跨時(shí)鐘域信號(hào)處理——MCU
問題，不過請(qǐng)注意，今后的這些關(guān)于異步信號(hào)處理的文 章里將會(huì)重點(diǎn)從工程實(shí)踐的角度出發(fā)，以一些特權(quán)同學(xué)遇到過的典型案例的設(shè)計(jì)為依托，從代碼的角度來剖析一些特權(quán)同學(xué)認(rèn)為經(jīng)典的
發(fā)表于 11-01 16:24
?11次下載
三種跨時(shí)鐘域處理的方法
跨時(shí)鐘域處理是FPGA設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，而如何處理好跨時(shí)
FPGA跨時(shí)鐘域處理方法(一)
跨時(shí)鐘域是FPGA設(shè)計(jì)中最容易出錯(cuò)的設(shè)計(jì)模塊，而且一旦跨時(shí)鐘
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論