前言

之前在亚稳态和异步FIFO中就有提到跨时钟域，一直没有单独写一篇跨时钟域的笔记

正文

一、什么是跨时钟域

从字面意思理解，跨了2个不同的时钟域，那势必会出现一个问题，从时钟域A过来的信号难以满足时钟域B中触发器的建立时间和保持时间，就会造成亚稳态问题，并且在跨时钟域中，还需要区分跨时钟域的信号是单比特还是多比特，是从快时钟域到慢时钟域，还是从慢时钟域到快时钟域，对于上述不同的类型，有不同的解决方法

二、跨时钟的分类

注：快时钟<=2*慢时钟，这样才能定义出快慢

2.1 单比特:慢时钟域—>快时钟域

使用同步器的方法来处理跨时钟域问题，通常同步器只需要2个触发器即可；注意是将输入信号同步到快时钟域，因此在打拍时敏感信号列表里是目标快时钟域
补充：2级触发器还可以用来检测信号上升沿或下降沿

设计文件

module cdc_m_k (
    input clk_a,//100M
    input clk_b,//10M
    input rst_n,
    input pulse_in_a,
    output pulse_out_b
);

reg reg_in_1;
reg reg_in_2;

always @(posedge clk_b or negedge rst_n)  begin
    if(!rst_n)begin
        reg_in_1 <= 1'b0;
        reg_in_2 <= 1'b0;        
    end

    else begin
        reg_in_1 <= pulse_in_a;
        reg_in_2 <= reg_in_1;        
    end 

end

assign pulse_out_b = reg_in_2;
    
endmodule
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测试文件

`timescale 1ps/1ps
module tb_cdc_m_k ();
    reg clk_a;
    reg clk_b;
    reg rst_n;
    reg pulse_in_a;
    wire pulse_out_b;

    initial begin
        clk_a = 1'b0;
        clk_b = 1'b0;
        rst_n = 1'b0;
        pulse_in_a = 1'b0;

        #6
        rst_n = 1'b1;
        #29
        pulse_in_a = 1'b1;

        #200
        pulse_in_a = 1'b0;

        #90
        pulse_in_a = 1'b1;
    end

    always #100 clk_a = ~clk_a;
    always #10 clk_b = ~clk_b;

    cdc_m_k cdc_m_k_inst(
    .clk_a(clk_a),
    .clk_b(clk_b),
    .rst_n(rst_n),
    .pulse_in_a(pulse_in_a),
    .pulse_out_b(pulse_out_b)
);
    
endmodule
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2.2 单比特:快时钟域—>慢时钟域

从快时钟域到慢时钟域，可能会出现下图中的信号漏采，如图，快时钟域采的紫色虚线，而慢时钟域采的绿色虚线，明显有很多信号慢时钟域下没有采到

于是先将快时钟域下的信号进行扩宽，

2.3 多比特:慢时钟域—>快时钟域

2.4 多比特:快时钟域—>慢时钟域