1CDC常見錯誤
1.1Reconvergence

1.1.1single_source_reconvergence

結(jié)構(gòu):同一個信號源頭,兩個同步處理器。這里提一下,有兩個CDC分析工具的參數(shù)配置:

1.1.2案列1:divergence_depths為0
// divergence point
always @ (posedge tx_clk)
ctrl <= ci0 | ci1 ;
// two_dff synchronizer
always @ (posedge rx_clk) begin: two_dff
reg temp;
temp <= ctrl;
two_dff_sync <= temp;
end
// shift_reg synchronizer
always @ (posedge rx_clk) begin: shift_reg
shift_reg_sync <= {shift_reg_sync[0], ctrl};
end
// reconvergence point
always @ (posedge rx_clk)
dout <= two_dff_sync ^ shift_reg_sync[1];
電路如下:divergence_depth為0

CDC報告如下:

1.2Redundant

案例1:
// two_dff synchronizer of tx_sig
always @ (posedge rx_clk) begin: two_dff
reg s0 , s1;
s0 <= tx_sig; // 1st flop
s1 <= s0; // 2nd flop
end
// two_dff synchronizer of tx_sig
always @ (posedge rx_clk) begin: shift_reg
reg [1:0] sh_reg;
sh_reg?<=?{sh_reg[0],?tx_sig};
end

1.3multi_sync_mux_select (DMUX)
MUX的sel端fan-in信號超過一組同步器,不推薦。通常MUX的sel端只能有一組同步器。

案例1:
always @(posedge rx_clk) begin
reg s1_sel1, s2_sel1;
reg [1:0] s_sel2;
s1_sel1 <= tx_sel1;
s2_sel1 <= s1_sel1;
s_sel2 <= {s_sel2[0], tx_sel2};
if (s_sel2[1] | s2_sel1)
????????rx_data?<=?tx_data;
end
電路如下:


1.4combo_logic

1.4.1錯誤案列1
always @ (posedge rx_clk) begin
s1 <= tx_sig & din;
s2 <= s1;
end


當然還有如下這種錯誤,除非additional logic全部是靜態(tài)變量。

1.5async_reset_no_sync(異步復位、同步撤離)
1.5.1案列1
// Reset triggered by tx_clk always @(posedge tx_clk) tx_sig <= rst; // Unsynchronized reset used in // Rx domain always @(posedge rx_clk,negedge tx_sig) if?(!tx_sig)?rx_sig?<=?1’b0; else rx_sig <= din;


1.5.2錯誤案列2
// Reset triggered by tx_clk always @(posedge tx_clk) tx_sig <= rst; // Improperly synchronized reset used // in Rx domain always @(posedge rx_clk,negedge tx_sig) if (!tx_sig) rx_reset <= 1’b0; else rx_reset <= 1’b1;


正確的結(jié)構(gòu)如下:

1.6dff_sync_gated_clk

案列1,與門做時鐘gating有毛刺,需要clock gating cell。
// gated clock expression
assign gclk = rx_clk & clk_en;
always @(posedge gclk)
sync1 <= tx_sig; // 1st DFF
always @(posedge rx_clk)
sync2 <= sync1; // 2nd DFF


1.7fanin_different_clks
同步器的輸入由兩個異步時鐘域的組合邏輯構(gòu)成,如下圖所示:(還有combo logic)

值得注意的是,如果sig_a或者sig_b中有一個信號是stable靜態(tài)變量,那么上圖結(jié)構(gòu)的電路就不會被報fanin_different_clks或者combo_logic錯誤。
假設(shè)有sig_a、sig_b、sig_c三個信號及以上的fan_in呢?拋開靜態(tài)變量后,
若所有信號都是同一個時鐘域,CDC錯誤類型就是combo_logic;
若所有信號來自至少2個時鐘域,CDC錯誤類型就是fanin_different_clks;
舉個例子,如下圖:

上圖電路仍會報fanin_different_clks,但是電路確實是設(shè)計者的意圖,我們只需要將TEST時鐘域的test_sel設(shè)置為常數(shù)0即可。
1.7.1案列1
always @ (posedge tx1_clk)
tx1_sig <= in1;
always @ (posedge tx2_clk)
tx2_sig <= in2;
always @ (posedge rx_clk) begin
sync0 <= tx1_sig | tx2_sig;
sync1 <= sync0;
end


審核編輯:劉清
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原文標題:芯片設(shè)計之CDC異步電路(五)
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