一、同步電路

定義：電路中所有受時鐘控制的單元，全部由一個統一的時鐘控制。

優點：在同步設計中，EDA工具可以保證電路系統的時序收斂，避免電路設計中的競爭冒險。

缺點：時鐘樹綜合需要加入大量延遲單元，使電路面積和功耗大大增加。

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二、異步電路

定義：電路數據傳輸可以在任一時刻發生，沒有一個統一的時鐘控制。

優點：模塊化特點突出，對信號延遲不敏感，沒有時鐘偏斜問題，低功耗的特性

缺點：設計復雜，缺少相應EDA工具支持

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同步電路和異步電路的區別在于電路觸發是否與驅動時鐘同步，從行為上講，就是所有電路是否在同一時鐘沿下同步地處理數據。（《XilinxFPGA設計權威指南》P86~P91 ）

即所說的同一個時鐘域或不同時鐘域，主要是針對時鐘源點來區分的。比如有好幾個時鐘，都是從一個PLL出來的，那這些時鐘的相位和倍數都是可控的，我們認為它們之間是同步時鐘。

目前大多大規模ASIC和SOC中，都采用全局異步，局部同步的方法。

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三、方案概述

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四、亞穩態

定義：觸發器無法在規定時間內達到一個可確認的狀態。

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無法預測輸出的電平，也無法預測何時輸出才能穩定。

亞穩態無法從根本上消除，但可以采取一定的措施使其造成的影響降低。

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五、快慢轉換

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六、雙鎖存器

實際上為兩個觸發器。在一個信號進入另一個時鐘域之前，用兩個鎖存器連續鎖存兩次。

優點：結構簡單，易實現，面積消耗小。

缺點：增加兩級觸發器延時。從快時鐘域到慢時鐘域，易采樣丟失。

適用場景：慢時鐘域轉到快時鐘域。data_delta>clk_slow+2*clk_fast+path_delay,確保所有數據變化均能采集到。

結論：兩級觸發器已經將MTBF變得足夠大，再多觸發器影響電路效率。增加寄存器同步的方法為降低亞穩態出現的概率。

verilog代碼如下：

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六、跨時鐘域電路設計參考書目

1.SOC設計方法與實現（第三版）郭煒等.

2.FPGA深度解析 樊繼明，陸錦宏.?

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