同步应该打几拍？

Wade_

    具体的代码如下图所示。 signal信号是外部输入的，和clk是异步关系，现在我想在clk时钟域下找到signal的沿变化。
    我的疑问是：我们通常认为信号同步之后的第一拍仍存在较大的亚稳态概率，第二拍亚稳态概率则大大降低。那我在取沿变化的时候如果还是只打两拍，将第一、二拍做异或处理，此时会因为第一拍亚稳态概率较高而导致取的沿不可靠吗？或者甚至有可能采不到沿的变化？【下图情况①】； 还是我需要打三拍，将第二、三拍用于产生沿的变化【下图情况②】。

                               
登录/注册后可看大图

prommes

楼主你这个问题还需要考虑signal的形式和持续时间
1. 如果产生signal的时钟远远快于你所采集signal的时钟，并且signal信号变化只持续一个周期，这样有可能会导致你采样时钟完全采不到边沿变化
2. 如果signal信号变化后保持不变，如果只考虑提取边沿变化，那么我觉得打一拍打两拍都没啥问题。

davidgu

从我个人理解来说，设计中一定是要使用图中情况2的方法进行边沿检测的，根据MTBF公式，第一拍亚稳态概率较高，时钟频率较高的话甚至可以再多打几拍。如果使用第一二拍来检测，检测不到沿倒是其次，就怕X态传播。

kk2009

以前大家都是用2级FF同步，但是在高速clk的情况下，都是采用3级FF同步，如果高速下你要采沿，需要4级ff，取后2级的输出来做逻辑。

Wade_

kk2009 发表于 2024-2-28 12:40
以前大家都是用2级FF同步，但是在高速clk的情况下，都是采用3级FF同步，如果高速下你要采沿，需要4级ff，取 ...

高速clock下， 多拍数采样的底层逻辑是什么？ 是和被采信号的trans time有关吗？同一个被采信号，高速信号采样分辨率更高，容易采到电平转换点从而造成亚稳态？ 如果不是这个原因，那正常来说，不是高速的时钟更容易踩到慢时钟域的信号变化沿吗？

Wade_

prommes 发表于 2024-2-28 10:44
楼主你这个问题还需要考虑signal的形式和持续时间
1. 如果产生signal的时钟远远快于你所采集signal的时钟， ...

默认signal是外部灌进来的信号，沿变化率比较低。 但如果打完两拍之后，第一拍出现了亚稳态， 那第一、二拍做异或的时候，生成的信号不就不可靠了嘛？ 还是说我这个担心是多余的。

prommes

Wade_ 发表于 2024-2-28 14:25
默认signal是外部灌进来的信号，沿变化率比较低。 但如果打完两拍之后，第一拍出现了亚稳态， 那第一、二 ...

那就用第二种方法，多打一拍

kk2009

Wade_ 发表于 2024-2-28 14:21
高速clock下， 多拍数采样的底层逻辑是什么？ 是和被采信号的trans time有关吗？同一个被采信号，高速信 ...

根据MTBF来的。

robadi_wk

如果你要取沿的话就要使用第2种逻辑。

马义鹏

首先应该看一下这个输入signal来自的时钟域相对于本时钟域是较快还是较慢吧，你这边我理解应该是从慢到快。那么就应该先做跨时钟域处理，再做边沿采集。上述代码中2做法是可以的，1做法不合理，可能那时候d1还没有稳定，采集的数据是错误的。