クロックドメインクロッシング

デジタル電子設計におけるクロックドメインクロッシング(CDC)、または単にクロッククロッシングは、同期デジタル回路内の信号をあるクロックドメインから別のクロックドメインに走査することである。 信号が十分に長くアサートされず、登録されていない場合は、着信クロック境界で非同期に表示されることがあります。

同期システムは、クロック信号を生成する単一の電子発振器と、そのクロック領域—その発振器からの信号によって直接クロックされるメモリ素子と、そ

光速遅延、タイミングスキューなどのため。 このような同期システムにおけるクロックドメインのサイズは、クロックの周波数に反比例する。 初期のコンピュータでは、通常、すべてのデジタルロジックは単一のクロックドメインで実行されました。 伝送ラインの損失と歪みのために、標準のPCBトレース上で66MHzを超えるデジタル信号を伝送することは困難です(クロック信号は同期デジタルシス 最初は、各CPUチップは独自の単一のクロックドメインで動作し、コンピュータの残りのデジタルロジックは別の遅いクロックドメインで動作しました。 いくつかの現代のCpuは、設計者が単一のCPUチップ上にいくつかの異なるクロックドメインを作成することを余儀なくされているような高速ク

異なるクロックドメインには、異なる周波数、異なる位相(クロック遅延または異なるクロックソースのいずれかによる)、またはその両方を持つクロッ いずれにしても、2つのドメインのクロックエッジ間の関係は信頼できません。

シングルビット信号をより高い周波数のクロックドメインに同期させるには、ソースドメインによってクロックされるフリップフロップを介して信号を登録し、より高い周波数のクロックされた宛先ドメインによって検出されるのに十分な長さの信号を保持することによって達成することができる。

移行先ドメインでのメタスタビリティの問題を回避するために、移行先ドメインには最低2段階の再同期フリップフロップが含まれています。

より遅い周波数でクロック領域にトラバースする単一ビット信号を同期させることはより面倒です。 これには通常、信号が検出されたことを示す、宛先ドメインから送信元ドメインへのフィードバック形式の各クロックドメインにレジスタが必要です。

場合によっては、クロックゲーティングにより、”遅い”ドメインが一秒から次のものに変化する二つのクロックドメインが発生することがあります。

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