SpinalHDL里用于跨時(shí)鐘域處理的一些手段方法
開篇立論
跨時(shí)鐘域信號(hào)的打拍處理往往用于單比特信號(hào)或類似于格林碼這種信號(hào)的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡(jiǎn)單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實(shí)現(xiàn)這種跨時(shí)鐘域打拍處理方式：
在日常的電路設(shè)計(jì)里，計(jì)數(shù)器是常見的DFX信號(hào)，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)鐘域進(jìn)行HPI讀取，這種情況也可以通過(guò)打拍進(jìn)行處理，不過(guò)前提是需轉(zhuǎn)換成格林碼，如此在源時(shí)鐘域和目的時(shí)鐘域需分別做一次轉(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計(jì)數(shù)器采用格林碼進(jìn)行計(jì)數(shù)則可以少進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個(gè)GrayCounter方法用于生成格林碼計(jì)數(shù)器：
除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個(gè)FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時(shí)鐘域向高時(shí)鐘域進(jìn)行傳輸則沒什么問(wèn)題，但從高時(shí)鐘域向低時(shí)鐘域進(jìn)行轉(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)。
FIFO跨時(shí)鐘域緩存
對(duì)于高吞吐的多比特信號(hào)跨時(shí)鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進(jìn)行處理。在SpinalHDL里則有StreamFifoCC供使用：
每一個(gè)做數(shù)字邏輯的都繞不開跨時(shí)鐘域處理，談一談SpinalHDL里用于跨時(shí)鐘域處理的一些手段方法。
打拍處理跨時(shí)鐘域信號(hào)的打拍處理往往用于單比特信號(hào)或類似于格林碼這種信號(hào)的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡(jiǎn)單。SpinalHDL提供了BufferCC用于實(shí)現(xiàn)這種跨時(shí)鐘域打拍處理方式：
BufferCC(input: T, init: T = null, bufferDepth: Int = 2)
bufferDepth可用于指定打拍級(jí)數(shù)。input信號(hào)的時(shí)鐘域?yàn)樵磿r(shí)鐘域，BUfferCC調(diào)用的地方的時(shí)鐘域?yàn)槟康臅r(shí)鐘域。在日常的電路設(shè)計(jì)里，計(jì)數(shù)器是常見的DFX信號(hào)，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)鐘域進(jìn)行HPI讀取，這種情況也可以通過(guò)打拍進(jìn)行處理，不過(guò)前提是需轉(zhuǎn)換成格林碼，如此在源時(shí)鐘域和目的時(shí)鐘域需分別做一次轉(zhuǎn)換與反轉(zhuǎn)換。但如果計(jì)數(shù)器采用格林碼進(jìn)行計(jì)數(shù)則可以少進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換。SpinalHDL有提供一個(gè)GrayCounter方法用于生成格林碼計(jì)數(shù)器：
GrayCounter(width: Int, enable: Bool)
提供一個(gè)小demo，GtayCounter+BufferCC：
:Bool,clockIn:ClockDomain,clockOut:ClockDomain):Bool
握手處理
對(duì)于吞吐要求不是特別高的場(chǎng)合，跨時(shí)鐘域信號(hào)采用握手形式進(jìn)行處理也是一種不錯(cuò)的選擇。SpinalHDL有兩個(gè)抽象類型個(gè)人一直很喜歡：Stream，F(xiàn)low。這兩種形式基本囊括了所有的信號(hào)交互行為，其也可以說(shuō)是SpinalHDL lib庫(kù)的基石。針對(duì)跨時(shí)鐘域的握手處理，SpinalHDL有一個(gè)StreamCCByToggle可以使用：
StreamCCByToggle(input: Stream[T], inputClock: ClockDomain, outputClock: ClockDomain): Stream[T]
其輸入?yún)?shù)包含源時(shí)鐘域信號(hào)，源時(shí)鐘域，目的時(shí)鐘域，其返回一個(gè)目的時(shí)鐘域的Stream信號(hào)：
除了StreamCCByToggle，SpinalHDL里還有一個(gè)FlowCCByToggle。由于Flow類型沒有反壓，因而從低時(shí)鐘域向高時(shí)鐘域進(jìn)行傳輸則沒什么問(wèn)題，但從高時(shí)鐘域向低時(shí)鐘域進(jìn)行轉(zhuǎn)換則存在丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)。
FIFO跨時(shí)鐘域緩存
對(duì)于高吞吐的多比特信號(hào)跨時(shí)鐘域處理，則往往采用FIFO的形式進(jìn)行處理。在SpinalHDL里則有StreamFifoCC供使用：
val myFifo = StreamFifoCC(dataType = Bits(8 bits),depth = 128,pushClock = clockA,popClock = clockB)<< streamAmyFifo.io.pop>>streamB
審核編輯：湯梓紅
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