异步跨时钟域电路怎么设计

同步跨时钟域电路，由于时钟之间有明确的相位关系，可通过时序约束明确建立时间需求，保证电路正常工作。异步跨时钟域电路，由于发送时钟与接收时钟之间没有明确的相位关系，因此，需要通过电路本身保证数据被稳定地传输。Xilinx提供了模板可减少设计开发的难度。如下图所示。分两种情形，若该信号为复位信号，则根据复位信号是同步复位还是异步复位，分别采用XPM_CDC_SYNC_RST或XPM_CDC_ASYNC_RST；若该信号是脉冲信号，则采用XPM_CDC_PULSE；若不是脉冲信号，则采用XPM_CDC_SINGLE。

（图片来源：ug949(v2018.3) figure 3-63）

下图显示了异步复位信号的跨时钟域模板，只需要把第73行至第87行复制到相应文件中即可。注意采用VHDL时，需要添加第66到第67行内容。

下图显示了非脉冲信号的跨时钟域模板，只需要把第78行至第90行复制到相应文件中即可。注意采用VHDL时，需要添加第71到第72行内容。

多bit异步跨时钟域电路

对于多bit异步跨时钟域电路，第一步，要明确数据是否已经处于稳定状态，不会再翻转。例如，clka驱动的4个触发器，其输入端是固定数值（或0或1），其输出端连接到clkb驱动的4个触发器。那么此时并不需要跨时钟域电路。又或者，clka驱动的4个触发器，其输入端由外部CPU提供，只在上电时给数据，之后保持不变，那么此时也不需要跨时钟域电路。第二步，数据是否每个时钟周期都要被传输，如果是，就需要用到XPM_FIFO_ASYNC；如果不是，就需要明确数据是否需要缓存，如果需要，仍需用XPM_FIFO_ASYNS，否则就转到第三步，检查数据是否是个计数器，如果是，就需要用到XPM_CDC_GRAY，如果不是，就跳转到最后一步，明确所有bit是否要求在同一时钟周期到达。如果是，需要用到XPM_CDC_HANDSHAKE；否则就用XPM_CDC_ARRAY_SINGLE。整个流程如下图所示。

（图片来源：ug949(v2018.3) figure 3-64）