Clock domain crossing

digitaalisessa elektroniikassa clock domain crossing (CDC), tai yksinkertaisesti clock crossing, on signaalin kulkeminen synkronisessa digitaalipiirissä yhdestä kelloalueesta toiseen. Jos signaali ei esitä tarpeeksi kauan eikä ole rekisteröity, se voi näkyä asynkronisena saapuvan kellon rajalla.

synkroninen järjestelmä koostuu yhdestä elektronisesta oskillaattorista, joka tuottaa kellosignaalin, ja sen kelloalueesta—muistielementeistä, jotka kellottuvat suoraan kyseisestä oskillaattorin signaalista, ja näiden muistielementtien ulostuloihin liitetystä kombinaatiologiikasta.

valonnopeuden viivästymisen, ajoituksen vääristymisen jne. vuoksi., kellon verkkotunnuksen koko tällaisessa synkronisessa järjestelmässä on kääntäen verrannollinen kellon taajuuteen. Varhaisissa tietokoneissa tyypillisesti kaikki digitaalinen logiikka toimi yhdellä kelloalueella. Koska siirtolinjan menetys ja vääristymä on vaikea kuljettaa digitaalisia signaaleja yli 66 MHz standardin PCB jälkiä (kellosignaali on korkein taajuus synkroninen digitaalinen järjestelmä), suorittimet, jotka toimivat nopeammin kuin että nopeus poikkeuksetta ovat yhden sirun suorittimia vaihe-lukittu silmukka (PLL) tai muu on-chip oskillaattori, pitää nopeimmat signaalit-chip. Aluksi jokainen SUORITINSIRU toimi omalla yhden kellon toimialueellaan, ja loput tietokoneen digitaalisesta logiikasta toimi toisella hitaamman kellon toimialueella. Muutamissa nykyisissä suorittimissa on niin nopea kello, että suunnittelijat joutuvat luomaan useita eri kelloalueita yhdelle SUORITINSIRULLE.

eri kelloalueilla on kelloja, joilla on eri taajuus, eri vaihe (johtuen joko erilaisesta kelloviiveestä tai eri kellolähteestä) tai molemmat. Kummallakaan tavalla ei voida luottaa kellon reunojen väliseen suhteeseen näissä kahdessa toimialueessa.

yhden bitin signaalin synkronointi korkeamman taajuuden kellotaajuuteen voidaan toteuttaa rekisteröimällä signaali flip-flopilla, joka kellotetaan lähdetunnuksella, jolloin signaali pysyy riittävän kauan, jotta korkeamman taajuuden kellotettu kohdetunnusalue havaitsee sen.

jotta vältyttäisiin etäispesäkkeiden aiheuttamilta ongelmilta Kohdealueella, kohdealueeseen sisällytetään vähintään 2 uudelleensynkronoinnin varvassandaalia.

kellotaajuuteen kulkevan yhden bitin signaalin synkronointi hitaammalla taajuudella on hankalampaa. Tämä edellyttää tyypillisesti rekisteriä jokaisessa kellon verkkotunnuksessa, jossa on palautemuoto kohdealueesta lähdealueeseen, mikä osoittaa, että signaali havaittiin.

joissakin tapauksissa kellon gating voi johtaa kahteen kelloalueeseen, joissa ”hitaampi” domeeni vaihtuu sekunnista toiseen.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.