數(shù)字信號(hào)在不同時(shí)鐘域間同步電路的設(shè)計(jì)
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1．2 鎖存反饋法
鎖定反饋法主要解決信號(hào)從快時(shí)鐘域向慢時(shí)鐘域過渡時(shí)，如果信號(hào)寬度不滿一個(gè)慢時(shí)鐘周期，慢時(shí)鐘可無法對信號(hào)進(jìn)行正確采樣的問題，也可用于處理異步輸入信號(hào)的同步。如圖2所示，同步裝置由三級(jí)觸發(fā)器組成，第一級(jí)觸發(fā)器，數(shù)據(jù)輸入端為電源，時(shí)鐘輸入端為控制信號(hào)，隨后兩級(jí)觸發(fā)器由接收方時(shí)鐘觸發(fā)。發(fā)送方時(shí)鐘域的控制信號(hào)到達(dá)后，第一級(jí)觸發(fā)器的輸出為高電平，在接收方時(shí)鐘域?qū)π盘?hào)進(jìn)行兩級(jí)鎖存后，若第三級(jí)觸發(fā)器輸出為高電平，就將第一級(jí)觸發(fā)器清零。由于二三級(jí)觸發(fā)器的輸出延遲一個(gè)慢時(shí)鐘周期，將它們做一個(gè)邏輯運(yùn)算，就可以得到有效一個(gè)接收方時(shí)鐘周期的控制信號(hào)。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/178712.htm
圖1、圖2所示的電路，在接收方的時(shí)鐘域采用兩級(jí)觸發(fā)器，大大增加了同步器的平均失效時(shí)間MTF(mean time to failure)，MTF的有關(guān)計(jì)算公式在文獻(xiàn)中給出。計(jì)算表明，對于大多數(shù)的應(yīng)用，兩級(jí)鎖存器同步失效的概率很小，足以消除可能出現(xiàn)的亞穩(wěn)態(tài)情況。
2 數(shù)據(jù)通路的同步
數(shù)據(jù)在不同時(shí)鐘域之間的傳遞，一般不采用上述的同步器，因?yàn)槎辔粩?shù)據(jù)的同時(shí)變化會(huì)使同步器的采樣錯(cuò)誤率大大增加。本文采用異步FIFO實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通路的同步。
2．1 異步FIFO
異步FIFO是一種先進(jìn)先出的電路，發(fā)送方時(shí)鐘域先把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM，穩(wěn)定后再讀取到接受方時(shí)鐘域，從而實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)的可靠傳輸。一般由讀、寫電路和FIFO存儲(chǔ)體組成，如圖3所示。
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