FPGA研發(fā)之道(17)-化繁為簡

　　有個(gè)笑話說，有個(gè)病人感冒了，于是去看醫(yī)生，醫(yī)生診斷后說，你得了感冒，但是我只會(huì)治療肺炎，不如你回家再澆點(diǎn)涼水，把病惡化成肺炎，那我能治了。這個(gè)笑話展示了庸醫(yī)誤人。但是另一方面，從邏輯上來講，醫(yī)生則是一個(gè)把未知問題轉(zhuǎn)化成已知問題的高手。

　　不說笑話，下面出兩個(gè)題目，其分別是

　　問題1：運(yùn)用數(shù)字電路，如何將一個(gè)時(shí)鐘域的上升沿，轉(zhuǎn)換成另一個(gè)時(shí)鐘域的脈沖信號(hào)(單周期信號(hào))。

　　問題2：運(yùn)用數(shù)字電路，如何將一個(gè)時(shí)鐘域的脈沖信號(hào)(單周期信號(hào))，轉(zhuǎn)換成另一個(gè)時(shí)鐘域的上升沿。

　　可能乍一看，這兩個(gè)題目優(yōu)點(diǎn)難度，特別是第二個(gè)問題，答上的就更少了。那再出第三道題目，會(huì)不會(huì)讓這個(gè)問題變簡單些那。

　　問題3：運(yùn)用數(shù)字電路，如何將一個(gè)時(shí)鐘域的上升沿，轉(zhuǎn)換成另一個(gè)時(shí)鐘域的上升沿。

　　題目3，,就會(huì)讓人覺得太簡單了，這既是異步信號(hào)的同步化，寄存兩拍就可以了。這CLKA信號(hào)就被同步到CLKB的方法，有一定數(shù)字電路知識(shí)的都會(huì) 。不論CLKA與CLKB時(shí)鐘頻率的高低。

　　下面回到題目1，我們按照那個(gè)庸醫(yī)的做法，把未知問題轉(zhuǎn)換成已知問題，那這個(gè)問題就轉(zhuǎn)化成了兩個(gè)部分，A時(shí)鐘域的上升沿轉(zhuǎn)換成B時(shí)鐘域的上升沿，，然后B時(shí)鐘域的上升沿如何變成其單脈沖信號(hào)。所以問題就很簡單了，最后的輸出 B &! B_r(B信號(hào)寄存一拍). 電路如下所示。

　　那回到題目2.這個(gè)問題就轉(zhuǎn)換成了A時(shí)鐘的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成A信號(hào)的上升沿，而A信號(hào)的上升沿，再轉(zhuǎn)換成B信號(hào)的上升沿。

　　那么，如何將已是時(shí)鐘信號(hào)的脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換成另一個(gè)時(shí)鐘的脈沖信號(hào)?呵呵。

　　以上只是兩個(gè)簡單的電路，實(shí)際設(shè)計(jì)中，有許多可以進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以化繁為簡或者化未知為已知的方法。

　　例如，實(shí)際設(shè)計(jì)中，經(jīng)常有設(shè)計(jì)變更的情況，比如，原來輸出的信號(hào)A，但是需要輸出信號(hào)B。那可能大多數(shù)情況，模塊不用重新設(shè)計(jì)，只需要在原有輸出信號(hào)(或者數(shù)據(jù))A上，再添加相應(yīng)的輸出，或者封裝一層接口，就可以快速滿足需求。并且原有設(shè)計(jì)模塊也可以復(fù)用，并且已驗(yàn)證充分。通過化未知問題為已知問題的方式，簡化設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，能夠快速的設(shè)計(jì)需要。一方面，而這正是IP復(fù)用的好處，另一方面，原有設(shè)計(jì)如何達(dá)到IP復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)，也是值得探索的部分。

　　這個(gè)故事，其實(shí)還有另一版本，那就是錘子和釘子，那就是如果你已經(jīng)有一把錘子，那就看什么都是釘子。如何將未知問題轉(zhuǎn)化成你的錘子可以解決的釘子，則是就是設(shè)計(jì)復(fù)用的問題了。