有哪些技术方法可以处理FPGA跨时钟域问题？

以下内容中，小编将对FPGA跨时钟域处理技术方法进行着重介绍和阐述，希望本文能帮您增进对FPGA跨时钟域处理技术方法的了解，和小编一起来看看吧。

一、FPGA跨时钟域处理技术方法一

1、跨时钟域之间不能存在组合逻辑。 跨时钟域本身就容易产生亚稳态，如果在跨时钟域之间存在组合逻辑会大大增加竞争冒险出现的概率。 这一点在实际设计中通常会因为粗心而导致设计异常，如下边代码中的S_clr_flag_a_all信号，就是在扩展时不小心使用了组合逻辑，这种情况下由于竞争冒险，会导致跨时钟域后的b信号出现一个clk的异常电平。

此时的跨时钟域电路为：

正确的处理方法是使用时序逻辑进行扩展：

正确的电路为：

2、跨时钟域信号要集中在一个位置跨时钟域，然后再使用，不能分别跨时钟域处理。

如下图，a时钟域的a信号要在b信号内的b和b2两个位置使用，正确的处理如下：

错误的处理方式如下，这种处理方式下，由于b和b2分别做的跨时钟域，由于时钟抖动、走线路径的原因，会导致b和b2不同步，如果该信号是一个关键的控制信号，会导致系统异常，要注意避免这种情况的发生。

二、FPGA跨时钟域处理技术方法二

将ADC采样的数据写入RAM时，需要产生RAM的写地址，但我们读出RAM中的数据时，肯定不是一上电就直接读取，而是要等RAM中有ADC的数据之后才去读RAM。这就需要100MHz的时钟对RAM的写地址进行判断，当写地址大于某个值之后再去读取RAM。

在这个场景中，其实很多人都是使用直接用100MHz的时钟于RAM的写地址进行打两拍的方式，但RAM的写地址属于多bit，如果单纯只是打两拍，那不一定能确保写地址数据的每一个bit在100MHz的时钟域变化都是同步的，肯定有一个先后顺序。如果在低速的环境中不一定会出错，在高速的环境下就不一定能保证了。所以更为妥当的一种处理方法就是使用格雷码转换。

对于格雷码，相邻的两个数间只有一个bit是不一样的（格雷码，在本文中不作详细介绍），如果先将RAM的写地址转为格雷码，然后再将写地址的格雷码进行打两拍，之后再在RAM的读时钟域将格雷码恢复成10进制。这种处理就相当于对单bit数据的跨时钟域处理了。

对于格雷码与十进制互换的代码，仅提供给大家作参考：

代码使用的是函数的形式，方便调用，op表示编码或者译码，WADDRWIDTH和RADDRWIDTH表示位宽。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对FPGA跨时钟域处理技术方法都已经有了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。