跨时钟域处理

有三种方法

打两拍
异步双口RAM
格雷码转换
1. 打两拍方法

　　在进行uart串口通信的学习的过程中，遇到一个不理解的问题，在接收模块中，小梅哥采取的设计方式是接收进行一步同步化处理，那么为什么要进行同步化处理呢？串口通信的设计，接收的波特率一般是发送波特率的16倍，单bit传输，我的理解是，在发送波特率下的串口数据传输到接收波特率下时，这个过程是跨时钟的，对于小工程而言，不进行同步处理貌似没有什么关系，但是当工程对精度的要求比较强，外界干扰比较大的情况下，我们就必须进行同步化处理，下面我将学习第一种针对单bit的跨时钟域处理方法：打两拍。打两拍的方式，其实就是定义两级寄存器对数据进行延拍。





　　如上图，第一个时钟域将数据发送过来后，在第二个时钟域里用两个D触发器把接收数据进行延拍，中间没有任何组合逻辑。





　　为什么是进行两级延拍呢？从上面的时序图可以看出，data是第一个时钟域的数据，Q1，Q2是第二个时钟域的触发器，在同一个clk时钟下，假设当clk的上升沿来临时，刚好采集到的数据是data的跳变沿（因为数据在有0变为1的时候，显然不是垂直上去的，它有一个建立时间，所以clk的上升沿采集到跳变沿的情况是完全有可能的），这样的话Q1接收的数据会处于亚稳态，但是我们至少可以保证，在clk下一个上升沿，data是稳定的，Q1基本上可以满足第二级寄存器的保持时间和建立时间的要求，出现亚稳态的几率会得到很大的改善。如果多加寄存器进行延拍，只是对Q2的数据进行了延拍，并没有什么意义，所以，我们选择进行两级延拍来处理单bit数据的跨时钟域处理。