之前有一篇文章講述了跨時鐘域信號的處理第1篇，IC面試中常被問到——跨時鐘域信號如何處理？這是第2篇。

前面提到，用敲兩級DFF的辦法（兩級DFF同步器）可以實現(xiàn)單比特信號跨時鐘域處理。但你或許會有疑問，是所有的單比特信號跨時鐘域都可以這么處理嗎？

NO！兩級DFF同步器，是對信號有一定的要求的。

想象一下，如果頻率較高的時鐘域A中的信號D1 要傳到頻率較低的時鐘域B，但是D1只有一個時鐘脈沖寬度（1T），clkb 就有幾率采不到D1了，如圖1。

圖1 快時鐘域信號傳遞到慢時鐘域

因此只有當(dāng)D1 在很長一段時間內(nèi)為1或0，確保一定可以被clkb采樣到，才能用兩級DFF同步器處理。

如果信號D1 只有1T或幾個T的脈寬，又需要傳到時鐘頻率較低甚至或快或慢不確定的時鐘域B，這種情況該怎么如何處理呢？

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握手協(xié)議(handshake)異步信號處理是一種常見的異步信號處理方法。常見的握手協(xié)議異步信號處理行為波形圖大致如下圖2：

圖2 一種handshake電路波形

信號d_in 所處時鐘域是clk_in,且d_in只有1T 的寬度，想要傳送到clk_out 時鐘域(clk_out 跟clk_in不相關(guān))。

因為clk_out 和 clk_in相位關(guān)系不確定，時鐘周期大小關(guān)系不確定，無法保證一定能采樣到d_in。

因此需要把d_in展寬，產(chǎn)生d_req 信號；

d_req 信號一直拉高，經(jīng)過clk_out時鐘域兩級DFF 同步器后，得到d_reg_sync；

取d_req_sync 上升沿1T，即可得到傳送到clk_out 時鐘域的d_out。

此時，d_in 從clk_in 傳送到clk_out 的任務(wù)就算是結(jié)束了。

但對于handshake 電路來說，任務(wù)還沒結(jié)束，因為d_req 還一直是高電平。

因此，需要把d_req_sync 信號再用兩級DFF同步器，傳回clk_in 時鐘域，得到d_ack信號；

當(dāng)clk_in 看到d_ack拉高后，就可以把d_req 信號拉低，到這里一個handshake電路行為才算是結(jié)束了。

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根據(jù)上面的波形圖，可以看到握手協(xié)議異步信號處理并不復(fù)雜，但是細(xì)心的朋友應(yīng)該會注意到，這個處理方法信號傳遞的速度相對較慢。

從圖2 的波形來看，至少需要3個clk_in 和2個clk_out時鐘周期。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，人們會對圖2的波形做不同的改造。但萬變不離其宗，原理都是一樣的，電路也大同小異。

最后留4個問題供大家思考，以增進對handshake電路的理解：

1. 圖2中的d_req的邏輯怎么實現(xiàn)？

2. 圖2中的d_out的邏輯怎么實現(xiàn)？

3. 假設(shè)時鐘域clka比clkb 頻率高，如果輸入信號的兩個相鄰脈沖D0和D1非常較近，如下圖所示，如果使用握手協(xié)議處理，會發(fā)生怎樣的事情？

4.問題3里面，如果要確保D1數(shù)據(jù)一定要被能傳送到clkb，電路該如何實現(xiàn)？