跨时钟域信号同步技术研究

发布时间：2023-03-22 07:32:58

西安电子科技大学硕士学位论文跨时钟域信号同步技术研究姓名：魏堃申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：胡辉勇20090101
摘要摘要在现代ＡＳＩＣ以及ＦＰＧＡ设计中，在ＥＤＡ软件工具的帮助下，已经可以使设计规模达到千万门级甚至更大的规模。然而对于在两个不同的时钟域之间正确地传递数据，至今是软件工具无法自动完成的，设计人员必须人为地加入某种机制，来保证这种数据传递的正确性，这就是本文要讨论的核心内容——跨时钟域信号的同步。本文系统地阐述了跨时钟域数据传递的机理，从其原理出发，研究分析了数字电路中不同的同步机制的工作模式，并进行了模拟仿真，比较了它们的优缺点。针对使用广泛的基于ＡＲＭ的嵌入式系统中，不同类型寄存器的操作之间的同步，提出了一种新颖的同步机制，在确保功能的基础上，减小了同步逻辑的规模；同时，在跨时钟域信号同步的验证技术并不成熟的背景下，提出了一套验证流程。通过实际流片表明该设计和验证方法切实可行，并对同类型的设计与验证有借鉴和指导意义。关键词：数字电路集成电路跨时钟域亚稳态ＭＴＢＦ同步电路
摘要５一ＡｂｓｔｒａｃｔＢｙｕｓｉｎｇｏｆｔｈｅＥＤＡｔｏｏｌｓ，ｔｈｅｓｃａｌｅｏｆｍｏｄｅｒｎＡＳＩＣｏｒＦＰＧＡｄｅｓｉｇｎｃｏｕｌｄｂｅｔｅｎｃａｎ’ｔｂｅｍｉｌｌｉｏｎｇａｔｅｓｏｒｍｏｒｅ．ＢｕｔｔｈｅＣｌｏｃｋＤｏｍａｉｎＣｒｏｓｓｉｎｇｉｓｓｕｅ（ＣＤＣ）ｓｔｉｌｌｍａｎａｇｅｄｂｙｔｏｏｌｓａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｏｆｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．ＩｔｉｓｂｅｇａｎｗｉｔｈｔｈｅｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｉｓＣＤＣｐｒｏｂｌｅｍ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｆｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｇｉｓｔｅｔｓｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ，ａｎｅｗｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓａｒｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ａｎｅｗｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｌｏｗｉｓｃｒｅａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｏｖｅｎｂｙｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎ，ＳＯ，ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｓＣＤＣｉｓｓｕｅ．ＡｌｌｏｆｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｓｖｅｒｙｕｓｅｆｕｌｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅＣＤＣｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＤｉｇｉｔａｌＩＣＣｌｏｃｋＤｏｍａｉｎＣｒｏｓｓｉｎｇＭｅｔａｓｔａｂｉｌｉｔｙＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒＭｅａｎｔｉｍｅｂｅｔｗｅｅｎｆａｉｌｕｒｅｓ（ＭＴＢＦ）

跨时钟域信号同步技术研究

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