IC设计多时钟域处理

1、违背建立时间和保持时间

建立时间：在时钟上升沿来临之前数据需要保持一段时间不变，具体的时间长度与寄存器工艺有关

保持时间：在时钟上升沿采样后，数据数据也需要保持一段时间稳定不变

对于单时钟域来说，满足上述条件很容易。但多时钟情况下，一个时钟域的输出在另一个时钟域时钟上升沿发生改变很常见。

此时会引起第二个时钟域的输出处于亚稳态。如图1所示：

xclk_output1（数据时钟域xclk）在变化期间被yclk采样，产生亚稳态。而xclk_output2在yclk上升沿期间稳定，则不会产生亚稳态。

1、分块设计

单个模块应在同一时钟下工作，这样有利于静态时序分析。

在涉及两个模块的跨时钟域信号传输时，应使用同步器，是外部信号与该模块时钟同步。

同步器的规模应尽量的小。

2、跨时钟域

2.1、控制信号的传输

为了减少亚稳态的影响，在控制信号的跨时钟域传输是，用的最多的方式是应用多级同步器，如图2所示：

如果第一级产生亚稳态输出，那么这个亚稳态会在同步器的第二个触发器取样前进入稳态，这种方式降低出现亚稳态的可能性，如图3所示。这种方法的缺点是，增加了电路的整体延时。

在时钟频率非常高的设计中，也常常使用三级同步电路。