源同步信號跨時鐘域采集的兩種方法

異步FIFO采集法

　　再說異步FIFO采集法，其實這種方法沒什么新奇，只不過充分利用異步FIFO的同步特性來完成跨時鐘域的數(shù)據(jù)交互。但是其中還是有幾個非常關(guān)鍵的要點需要提醒設(shè)計者注意，無論如何FIFO的輸入端數(shù)據(jù)和時鐘信號（包括控制信號，如有效使能信號等）必須符合FIFO的數(shù)據(jù)鎖存有效建立和保持時間，這個最重要的條件除了需要靠數(shù)據(jù)源端來保證外，還需要靠數(shù)據(jù)鎖存端（FPGA內(nèi)部）設(shè)計者做好時序上的約束和分析，否則到源端再nice的波形恐怕都無法保證能夠可靠的被FIFO鎖存。

　　異步FIFO的基本通訊時序波形如圖5所示。我們關(guān)心的是FIFO的寫入。由圖中不難發(fā)現(xiàn)，寫入時鐘wrclk的每個上升沿會判斷寫入請求信號wrreq是否有效，若是有效則FIFO會相應(yīng)的鎖存當(dāng)前的寫入數(shù)據(jù)data。簡單來看，從基本時序上分析，wrclk的上升沿需要對準(zhǔn)wrreq和data的中央，這是外部傳輸過來的源信號必須滿足的基本關(guān)系。無論如何，即便是絞盡腦汁，也要想辦法讓這個基本關(guān)系得到保證，否則，后面的rdclk、rdreq配合的再默契恐怕都不能得到穩(wěn)定的q輸出。

　　圖5

　　原型開發(fā)的前期，設(shè)計者必須首先驗證寫入信號的關(guān)系，哪怕是不惜動用示波器（⊙n⊙b汗，連示波器都沒有不要混了），源端給到FPGA輸入端口的信號很多時候不是那么盡善盡美的，實踐出真知，測試結(jié)果說了算。當(dāng)然了，實在沒有先進武器又想打勝仗的朋友恐怕只有不停的用代碼測試采集到最穩(wěn)定的數(shù)據(jù)了，這有點碰運氣的成分在里面，不是非常推薦。

　　類似與開篇提到的應(yīng)用，特權(quán)同學(xué)的實際信號采集如圖6所示，把寫入時鐘Tx Clock和寫入請求信號Enable Signal都先用同步時鐘Rx Clock打了一拍，然后再輸入FIFO中，而數(shù)據(jù)總線Data Bus則直接送往FIFO。這樣從最終檢測來看，能夠保證時鐘的上升沿對準(zhǔn)數(shù)據(jù)和控制信號的中央，相對穩(wěn)定和安全的把數(shù)據(jù)送往FIFO中。

　　圖6

　　工程實踐中往往不是一招一式的生搬硬套理論，一定要抓住最關(guān)鍵的設(shè)計要點，并采取各種有效的手段保證設(shè)計的實現(xiàn)。