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多時鐘設計中時鐘切換電路設計案例

454398 ? 來源:博客園 ? 作者:Pent° ? 2020-09-24 11:20 ? 次閱讀

在多時鐘設計中可能需要進行時鐘的切換。由于時鐘之間可能存在相位、頻率等差異,直接切換時鐘可能導致產生glitch。

2|0組合邏輯實現時鐘切換:

2|1HDL代碼:

2|2電路圖:

pIYBAF9sEBqASqeHAAAvOsW1x64683.png

2|3波形圖:

pIYBAF9sETSAXsqHAABWBfC1ynw873.png

2|4問題:

使用上述電路進行時鐘切換會導致在控制信號sel附近出現glitch。其原因在于控制信號可以在任意時刻進行時鐘切換,切換信號相對于兩個時鐘都是異步信號。

2|5解決方法:

使用寄存器使得控制信號僅在時鐘邊沿作用,避免在任何時鐘都為高電平是進行時鐘切換。

3|0適用于倍頻時鐘切換的時序邏輯電路

3|1HDL代碼:

3|2電路圖:

pIYBAF9sETSAO1_tAAD4Gy-AbAo965.png

3|3波形圖:

pIYBAF9sETWAUxF7AADDoc4YuNE995.png

3|4功能:

當切換的時鐘存在倍頻關系時,分別插入一個下降沿觸發的觸發器以確保控制信號僅在時鐘低電平時起作用。

3|5問題:

當DFF1輸入的變化非常接近CLK1的下降沿時,可能會導致DFF1的亞穩態問題;DFF0同理。

為什么可以用于倍頻時鐘之間的切換?

4|0異步時鐘切換的時序電路

4|1HDL代碼:

4|2電路圖:

pIYBAF9sETWAVzb3AAHJY_eqFJg933.png

4|3波形圖:

pIYBAF9sETWAT8jsAADA4AbXi4g086.png

4|4功能:

通過為每個時鐘源添加一個額外級的正邊沿觸發觸發器來提供針對亞穩態性的保護,CLK0的上升沿采樣到信號到下降沿傳遞至CLK1的正邊沿觸發器,并在CLK0下降沿后CLK1第一個上升沿之后的下降沿輸出。(不是很理解)

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