Hodinový doménový přechod

v digitálním elektronickém designu hodinový doménový přechod (CDC), nebo jednoduše hodinový přechod, je přechod signálu v synchronním digitálním obvodu z jedné hodinové domény do druhé. Pokud se signál neprosadí dostatečně dlouho a není registrován, může se na hranici příchozích hodin objevit asynchronní.

synchronní systém se skládá z jediného elektronického oscilátoru, který generuje hodinový signál, a jeho hodinové domény-paměťových prvků přímo taktovaných tímto signálem z tohoto oscilátoru a kombinační logiky připojené k výstupům těchto paměťových prvků.

z důvodu zpoždění rychlosti světla, zkosení časování atd., velikost hodinové domény v takovém synchronním systému je nepřímo úměrná frekvenci hodin. V raných počítačích, obvykle veškerá digitální logika běžela v jedné hodinové doméně. Kvůli ztrátě a zkreslení přenosového vedení je obtížné přenášet digitální signály nad 66 MHz na standardních trasách PCB (hodinový signál je nejvyšší frekvencí v synchronním digitálním systému), procesory, které běží rychleji než tato rychlost, jsou vždy jednočipové procesory s fázově uzamčenou smyčkou (PLL) nebo jiným oscilátorem na čipu, který udržuje nejrychlejší signály na čipu. Nejprve, každý čip CPU běžel ve své vlastní doméně s jedním hodinou, a zbytek digitální logiky počítače běžel v jiné pomalejší hodinové doméně. Několik moderních procesorů má tak vysokorychlostní hodiny, že návrháři jsou nuceni vytvořit několik různých hodinových domén na jednom čipu CPU.

různé domény hodin mají hodiny, které mají jinou frekvenci, jinou fázi (kvůli rozdílné latenci hodin nebo jinému zdroji hodin), nebo obojí. V každém případě nelze spoléhat na vztah mezi hranami hodin v obou doménách.

synchronizace jednoho bitového signálu s hodinovou doménou s vyšší frekvencí může být provedena registrací signálu přes flip-flop, který je taktován zdrojovou doménou, a tak drží signál dostatečně dlouho, aby byl detekován cílovou doménou s vyšší frekvencí.

aby se předešlo problémům s metastabilitou v cílové doméně, jsou do cílové domény zahrnuty minimálně 2 fáze re-synchronizace žabek.

synchronizace jednoho bitového signálu přecházejícího do hodinové domény s pomalejší frekvencí je těžkopádnější. To obvykle vyžaduje registr v každé hodinové doméně s formou zpětné vazby z cílové domény do zdrojové domény, což znamená, že signál byl detekován.

v některých případech může hodinová brána vést ke dvěma hodinovým doménám, kde se“ pomalejší “ doména mění z jedné sekundy na druhou.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.