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多時鐘設計中時鐘切換電路設計案例

454398 ? 來源:博客園 ? 作者:Pent° ? 2020-09-24 11:20 ? 次閱讀

在多時鐘設計中可能需要進行時鐘的切換。由于時鐘之間可能存在相位、頻率等差異,直接切換時鐘可能導致產生glitch。

2|0組合邏輯實現(xiàn)時鐘切換:

2|1HDL代碼:

2|2電路圖:

pIYBAF9sEBqASqeHAAAvOsW1x64683.png

2|3波形圖:

pIYBAF9sETSAXsqHAABWBfC1ynw873.png

2|4問題:

使用上述電路進行時鐘切換會導致在控制信號sel附近出現(xiàn)glitch。其原因在于控制信號可以在任意時刻進行時鐘切換,切換信號相對于兩個時鐘都是異步信號。

2|5解決方法:

使用寄存器使得控制信號僅在時鐘邊沿作用,避免在任何時鐘都為高電平是進行時鐘切換。

3|0適用于倍頻時鐘切換的時序邏輯電路

3|1HDL代碼:

3|2電路圖:

pIYBAF9sETSAO1_tAAD4Gy-AbAo965.png

3|3波形圖:

pIYBAF9sETWAUxF7AADDoc4YuNE995.png

3|4功能:

當切換的時鐘存在倍頻關系時,分別插入一個下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器以確保控制信號僅在時鐘低電平時起作用。

3|5問題:

當DFF1輸入的變化非常接近CLK1的下降沿時,可能會導致DFF1的亞穩(wěn)態(tài)問題;DFF0同理。

為什么可以用于倍頻時鐘之間的切換?

4|0異步時鐘切換的時序電路

4|1HDL代碼:

4|2電路圖:

pIYBAF9sETWAVzb3AAHJY_eqFJg933.png

4|3波形圖:

pIYBAF9sETWAT8jsAADA4AbXi4g086.png

4|4功能:

通過為每個時鐘源添加一個額外級的正邊沿觸發(fā)觸發(fā)器來提供針對亞穩(wěn)態(tài)性的保護,CLK0的上升沿采樣到信號到下降沿傳遞至CLK1的正邊沿觸發(fā)器,并在CLK0下降沿后CLK1第一個上升沿之后的下降沿輸出。(不是很理解)

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