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(xiàn)這種跨時鐘域打拍處理方式：
在日常的電路設(shè)計里，計數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計數(shù)器采用格林碼進行計數(shù)則可以少進行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個GrayCounter方法用于生成格林碼計數(shù)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(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)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(shù)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(xiàn)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(shù)。input信號的時鐘域為源時鐘域，BUfferCC調(diào)用的地方的時鐘域為目的時鐘域。在日常的電路設(shè)計里，計數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計數(shù)器采用格林碼進行計數(shù)則可以少進行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個GrayCounter方法用于生成格林碼計數(shù)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，F(xiàn)low。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?yún)?shù)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(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)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(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。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。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，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
信號處理
+關(guān)注
關(guān)注
48文章
988瀏覽量
103112 -
時鐘
+關(guān)注
關(guān)注
10文章
1701瀏覽量
131184 -
數(shù)字邏輯
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
72瀏覽量
16616
原文標(biāo)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(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)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(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
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(guān)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(fā)，以一些特權(quán)同學(xué)遇到過的典型案例的設(shè)計為依托，從代碼的角度來剖析一些特權(quán)同學(xué)認為經(jīng)典的
發(fā)表于 11-01 16:24
?11次下載
工商網(wǎng)監(jiān)
評論