Эксперимент по CDC Опции

[johan]

Всем привет.
Во всех статьях при перебросе с одного домена в другой шины данных пишут о том, что надо использовать асинхронное фифо или коды Грея. Мне стало интересно, через сколько воспроизведется "плохая" ситуация, если нарушить эти рекомендации.

Для этого я набросал такой тест:
Используя два клока clk1 = 41.667 МГц и clk2 = 156.25 MГц. Счетчик тактируется частотой clk1, затем перебрасывается на clk2 и потом обратно. Смотрится разница между счетчиком и обратно переброшенным значением, и запоминается максимальное значение разницы.

Код:

CODE

logic cnt_rst;
logic cnt_rst2;

logic [63:0] cnt_41;
logic [63:0] cnt_156;
logic [63:0] cnt_41_back;

logic [63:0] cnt_156_sync_d1;
logic [63:0] cnt_41_back_sync_d1;

//главный счетчик
always_ff @( posedge clk_41m667 )
begin
if( cnt_rst )
cnt_41 <= '0;
else
cnt_41 <= cnt_41 + 1'd1;
end

always_ff @( posedge clk_156m25 )
begin
if( cnt_rst2 )
cnt_156_sync_d1 <= '0;
else
cnt_156_sync_d1 <= cnt_41;
end

always_ff @( posedge clk_156m25 )
begin
if( cnt_rst2 )
cnt_156 <= '0;
else
cnt_156 <= cnt_156_sync_d1;
end

//перебрасываем обратно на 41.667
always_ff @( posedge clk_41m667 )
begin
if( cnt_rst )
cnt_41_back_sync_d1 <= '0;
else
cnt_41_back_sync_d1 <= cnt_156;
end

always_ff @( posedge clk_41m667 )
begin
if( cnt_rst )
cnt_41_back <= '0;
else
cnt_41_back <= cnt_41_back_sync_d1;
end

logic [63:0] diff;
logic [63:0] max_diff;

logic [63:0] cnt_41_save;
logic [63:0] cnt_41_back_save;

logic [63:0] diff_buf;

always_comb
begin
if(cnt_41_back > cnt_41)
diff = cnt_41_back - cnt_41;
else
diff = cnt_41 - cnt_41_back;
end

always_ff @( posedge clk_41m667 )
begin
if( cnt_rst )
begin
max_diff <= '0;
cnt_41_save <= '0;
cnt_41_back_save <= '0;
end
else
if( ( diff >= max_diff ) && ( cnt_41_back > 10 ) )
begin
max_diff <= diff;
cnt_41_save <= cnt_41;
cnt_41_back_save <= cnt_41_back;
end
end

Сбросы управляются с mcu, поэтому в коде этого нету. Клоки выбрал так, что бы количество соотношений фаз между клоками было как можно больше: поэтому выбрал два клока у который НОК большой. Период соотношения фаз равен 156250 тактов clk1.

Результаты эксперимента на реальном железе (Altera Cyclone IV): за 4 часа на зафиксировано ни одной ошибки: максимальная разница между счетчиками была равна 2 (двум).

Вопросы:
1) Почему нет ошибок при неправильном переходе с одного домена на другой?
2) Или я что-то делаю не так?

Сообщение отредактировал johan - Dec 28 2012, 12:27

[novchok]

Может все дело в том, что частоты которые Вы подаете хоть и из разных источников но фиксированы по фазе во времени, поэтому не случается тяжелого случая, когда фронты совпадают настолько, чтобы вызвать сбой по данным. Попробуйте сделать нечто такое, чтобы фронт одноги из генераторов "плавал туда, сюда" по фазе, так чтобы он с гарантией налетел на фронт второго генератора в течение нескольких секунд. При такой постановке Вы гарантированно получите сбой данных.