异步信号同步

• 异步信号同步 - 小于时钟周期的窄脉冲信号同步
  • 参考书籍
  • 示例Verilog代码

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异步信号同步 - 小于时钟周期的窄脉冲信号同步

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参考书籍

《Verilog HDL高级数字设计（第二版）_Michael D.Ciletti》 5.17节 用于异步信号的去抖开关、亚稳定性和同步装置

示例Verilog代码

// 基本思路和打两拍一致，只不过加了一级触发器获取窄脉冲和反馈复位
module sync_narrow_pulse (
    input         clk       ,
    input         rst_n     ,
    input         asynch_in , // 一般为小于时钟周期的异步脉冲信号
                              // 如果大于一个时钟，输出可能不是一个周期
    output wire   synch_out 
) ;
    reg    dff1 ;    // 获取窄脉冲信号(narrow pulse)
    reg    dff2 ;    // 消除亚稳态(metastable state)
    reg    dff3 ;    // 稳定的信号输出

    wire   rst_dff1_dff2 ;

    assign rst_dff1_dff2 = rst_n & (asynch_in | ~dff3) ;
    
    // 用异步信号作为D触发器时钟获取窄脉冲信号
    always @(posedge asynch_in or negedge rst_dff1_dff2)
        if (rst_dff1_dff2 == 1'b0)  dff1 <= 1'b0 ;
        else                        dff1 <= 1'b1 ;

    // 第一级同步器，注意为了最终得到一个脉冲则复位条件和dff1是相同的
    always @(posedge clk or negedge rst_dff1_dff2)
        if (rst_dff1_dff2 == 1'b0)  dff2 <= 1'b0 ;
        else                        dff2 <= dff1 ;

    // 第二级同步器，此D触发器的输出是稳定信号
    always @(posedge clk or negedge rst_n)
        if (rst_n == 1'b0)  dff3 <= 1'b0 ;
        else                dff3 <= dff2 ;

    assign synch_out = dff3 ;

endmodule