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)鐘域信號的打拍處理往往用于單比特信號或類似于格林碼這種信號的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡單。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，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號轉(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打拍進(jìn)行處理，不過前提是需轉(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
對于高吞吐的多比特信號跨時(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)鐘域信號的打拍處理往往用于單比特信號或類似于格林碼這種信號的跨時(shí)鐘域處理。其邏輯電路很簡單。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可用于指定打拍級數(shù)。input信號的時(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，有些情況下需要將一個(gè)時(shí)鐘域的DFX信號轉(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打拍進(jìn)行處理，不過前提是需轉(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
對于吞吐要求不是特別高的場合，跨時(shí)鐘域信號采用握手形式進(jìn)行處理也是一種不錯的選擇。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交互行為，其也可以說是SpinalHDL lib庫的基石。針對跨時(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，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：
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
對于高吞吐的多比特信號跨時(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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