CDC（clock domain crossing）

CDC 跨时钟域处理

1. 单bit信号时钟域处理

1.1 慢时钟域的信号传输到快时钟域

1. 用触发器打两拍，降低亚稳态的影响
   • 限制条件：（data数据变化间隔）>（慢时钟域周期）+2*（快时钟域周期）+（路径延时）
   • 使用double flop来同步，有个最基本的“3个沿”要求，就是source data必须保证稳定不变至少碰见destination clock 3个连续的沿，这个沿可以是上升沿也可以是下降沿，持续3个沿之后才能变，否则就有可能在destination clock domain根本看不到这个data的变化。
   • 脉冲宽度会改变，不影响同步结果

https://mp.weixin.qq.com/s/EULU3fmvtLQooBTkn5xHhA

1.2 快时钟域数据传输到慢时钟域

如果快时钟无法采集到慢时钟的脉冲变化

1. 脉冲展宽+打拍同步

   • 那么将快时钟域的信号进行展宽，但是会出现毛刺

2. 脉动电平检测+双触发器同步+边缘检测

   • 对快时钟域的电平设置检测信号（翻转）
   • 将翻转信号进行跨时钟域处理
   • 使用两次寄存器打节拍
   • 将两个寄存器信号做异或

3. 握手协议

4. 脉冲同步

亚稳态的工作量化指标

https://blog.csdn.net/qq_41300075/article/details/122482480

可用 MTBF（Mean Time Between Failures，故障平均时间）来定量描述亚稳态的实际影响，MTBF反应了一个系统稳定性程度，MTBF越大，意味着故障间隔时间越长，出现故障概率越低，即稳定性越高。 MTBF可由下式定量计算，$C_1$ 、$C_2$为器件常量，由工艺特性和环境条件决定。除了器件常量外，其他参数均与用户的设计有关，$f_{CLK}$和$f_{DATA}$分别为采样异步数据时的时钟频率和数据速率，$t_{MET}$为亚稳态输出后的稳定裕量时间，是指提前于tco的裕量，因此tco数值越大，显然亚稳态输出的不确定过程时间越短，工作越稳定，MTBF越大。