跨时钟域处理

题目：多时钟域设计中，如何处理跨时钟域

单bit：两级触发器同步（适用于慢到快）
多bit：采用异步FIFO，异步双口RAM
加握手信号
格雷码转换

题目：编写Verilog代码描述跨时钟域信号传输，慢时钟域到快时钟域

 1 reg     [1:0]   signal_r;
 2 //-------------------------------------------------------
 3 //
 4 always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
 5     if(rst_n == 1'b0)begin
 6         signal_r <= 2'b00;
 7     end
 8     else begin
 9         signal_r <= {signal_r[0], signal_in};
10     end
11 end
12 
13 assign  signal_out = signal_r[1];

题目：编写Verilog代码描述跨时钟域信号传输，快时钟域到慢时钟域

跨时钟域处理从快时钟域到慢时钟域，如果是下面第一个图，clkb则可以采样到signal_a_in，但是如果只有单脉冲，如第二个图，则不能确保采样到signal_a_in。这个时候用两级触发器同步是没有用的。

代码如下：

 1 //Synchronous
 2 module Sync_Pulse(
 3     input           clka,
 4     input           clkb,
 5     input           rst_n,
 6     input           pulse_ina,
 7     output          pulse_outb,
 8     output          signal_outb
 9 );
10 
11 //-------------------------------------------------------
12 reg             signal_a;
13 reg             signal_b;
14 reg     [1:0]   signal_b_r;
15 reg     [1:0]   signal_a_r;
16 
17 //-------------------------------------------------------
18 //在clka下，生成展宽信号signal_a
19 always @(posedge clka or negedge rst_n)begin
20     if(rst_n == 1'b0)begin
21         signal_a <= 1'b0;
22     end
23     else if(pulse_ina == 1'b1)begin
24         signal_a <= 1'b1;
25     end
26     else if(signal_a_r[1] == 1'b1)
27         signal_a <= 1'b0;
28     else 
29         signal_a <= signal_a;
30 end
31 
32 //-------------------------------------------------------
33 //在clkb下同步signal_a
34 always @(posedge clkb or negedge rst_n)begin
35     if(rst_n == 1'b0)begin
36         signal_b <= 1'b0;
37     end
38     else begin
39         signal_b <= signal_a;
40     end
41 end
42 
43 //-------------------------------------------------------
44 //在clkb下生成脉冲信号和输出信号
45 always @(posedge clkb or negedge rst_n)begin
46     if(rst_n == 1'b0)begin
47         signal_b_r <= 2'b00;
48     end
49     else begin
50         signal_b_r <= {signal_b_r[0], signal_b};
51     end
52 end
53 
54 assign    pulse_outb = ~signal_b_r[1] & signal_b_r[0];
55 assign    signal_outb = signal_b_r[1];
56 
57 //-------------------------------------------------------
58 //在clka下采集signal_b[1]，生成signal_a_r[1]用于反馈拉低signal_a
59 always @(posedge clka or negedge rst_n)begin
60     if(rst_n == 1'b0)begin
61         signal_a_r <= 2'b00;
62     end
63     else begin
64         signal_a_r <= {signal_a_r[0], signal_b_r[1]};
65     end
66 end
67 
68 endmodule

这部分代码参考：

作者：肉娃娃

出处：https://home.cnblogs.com/u/rouwawa/

慢到快，单脉冲

慢到快，长信号传递

快到慢，单脉冲

单脉冲，长信号传递

　　上述代码可以实现快到慢，慢到快时钟域任意转换，pulse_outb会输出单个脉冲，signal_outb输出信号时间长度最少为clkb的四个周期，当signal_a_in的信号长度大于clkb的四个周期，signal_outb输出与signal_a_in时间长度相同。

题目：边沿检测

 1 reg     [1:0]   signal_r;
 2 //-------------------------------------------------------
 3 //
 4 always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
 5     if(rst_n == 1'b0)begin
 6         signal_r <= 2'b00;
 7     end
 8     else begin
 9         signal_r <= {signal_r[0], signal_in};
10     end
11 end
12 
13 assign  singal_posedge = ~signal_r[1] & signal_r[0];//检测上升沿
14 assign  singal_negedge = signal_r[1] & ~signal_r[0];//检测下降沿