上一篇:基于FPGA的VGA显示设计(二) 10月10日 ~ 20日期间实习,令我万万没想到的是实习题目是 “便携式高清电视显示屏测试系统原型设计” 也就是 “基于FPGA的视频显示”. 实习要求用 HDMI 接口显示,其实和VGA显示差不多的就多了两个引脚而已(de 和 hdmi_clk_o).如下图: 虽然感觉做这个没什么意思了,但多多少少还是有一点收获的. (1)锁存一个时钟的数据用作判断 源代码片段例子1: 源代码片段例子2: 我在quartus ii 9.0上随便拉的波形: 原理: h

1 假设FPGA设计,包括不同的频率的时钟,它会发出涉及异步时钟. 我们需要一些方法来使时钟同步,从而保证FPGA可靠性设计. 2 在建立和保持时间所构成的有效时间窗体内,数据输入到触发器进行转换. 假设数据的到达时间不满足建立或者保持时间就会产生时序冲突. 此时触发器的输出就有可能停留在非逻辑0 或1 的范围内(这个状态叫做准稳态).从而造成逻辑错误. 3 假设异步时钟的相位不可以全然对齐就有可能引起2中所述的故障,并且这样的故障是不可再现的,也无法通过仿真发现. 4 解决方法,即时钟同步问题

1 引言    基于FPGA的数字系统设计中大都推荐采用同步时序的设计,也就是单时钟系统.但是实际的工程中,纯粹单时钟系统设计的情况很少,特别是设计模块与外围芯片的通信中,跨时钟域的情况经常不可避免.如果对跨时钟域带来的亚稳态.采样丢失.潜在逻辑错误等等一系列问题处理不当,将导致系统无法运行.本文总结出了几种同步策略来解决跨时钟域问题. 2 异步设计中的亚稳态    触发器是FPGA设计中最常用的基本器件.触发器工作过程中存在数据的建立(setup)和保持(hold)时间.对于使用上升沿触发的触

FIFO一般用于通过两个不同时钟域的数据传输.一个水池有进和出两个通道,由于进出口水流不一致所以需要水池加以缓冲.堆栈也是相当于水池的作用.如果输入端不是连续的数据流,可以通过堆栈来调节使数据以稳定的状态输出.如果数据的输入时钟大于输出,那么总有一个时间使堆栈溢出则溢出的这部分会被舍弃.一般异步时钟需要同步,本文只是基于FIFO的基本原理编程.后续会对FIFO进行技术上的改进. 代码: module FIFIO(input clkin,input write,input [:] datain,i

一.典型方法 典型方法即双锁存器法,第一个锁存器可能出现亚稳态,但是第二个锁存器出现亚稳态的几率已经降到非常小,双锁存器虽然不能完全根除亚稳态的出现(事实上所有电路都无法根除,只能尽可能降低亚稳态的出现),但是基本能够在很大程度上减小这种几率.最后的一个D触发器和逻辑电路组成的是一个采沿(上升沿,修改一下就能采集下降沿)电路,即当第二个锁存器的输出中出现1个上升沿,那么最后的逻辑输出就会产生1个clock的高电平脉冲 二.结绳法 1.结绳法1:利用数据的边沿作时钟(例子中上升沿).(可以将脉冲无

http://www.fpga.com.cn/advance/skill/speed.htm http://www.fpga.com.cn/advance/skill/design_skill3.htm 时钟是整个电路最重要.最特殊的信号,系统内大部分器件的动作都是在时钟的跳变沿上进行, 这就要求时钟信号时延差要非常小, 否则就可能造成时序逻辑状态出错:因而明确FPGA设计中决定系统时钟的因素,尽量较小时钟的延时对保证设计的稳定性有非常重要的意义. 1.1 建立时间与保持时间 建立时间(Tsu:

关于FIFO异步复位的问题 FIFO异步复位的宽度,需要保证至少3个较慢时钟的时钟周期长度. 怎样对一个脉冲加宽呢? `timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company: // Engineer: // // Create Date: 2018/08/08 19:03:20 // Design Name: // Modu

在逻辑设计领域,只涉及单个时钟域的设计并不多.尤其对于一些复杂的应用,FPGA往往需要和多个时钟域的信号进行通信.异步时钟域所涉及的两个时钟之间可能存在相位差,也可能没有任何频率关系,即通常所说的不同频不同相. 图1是一个跨时钟域的异步通信实例,发送域和接收域的时钟分别是clk_a和clk_b.这两个时钟频率不同,并且存在一定的相位差.对于接收时钟域而言,来自发送时钟域的信号data_a2b有可能在任何时刻变化. 图1 跨时钟域通信 对于上述的异步时钟域通信,设计者需要做特殊的处理以确保数据可靠

欢迎访问电子工程师学堂,以便了解更多内容:http://www.eeschool.org 一.本实验基于iCore2 完成,通过简单改动,即可用在 iCore 核心板.iBoard 电子学堂上. iCore2 核心板介绍:http://item.taobao.com/item.htm?&id=20889895095 iCore 核心板介绍:http://item.taobao.com/item.htm?&id=14883098933 iBoard 电子学堂介绍:http://item.ta

跨时钟域的问题:前一篇已经提到要通过比较读写指针来判断产生读空和写满信号,但是读指针是属于读时钟域的,写指针是属于写时钟域的,而异步FIFO的读写时钟域不同,是异步的,要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的,因此我们需要进行同步处理以后进行比较. 解决方法:两级寄存器同步 + 格雷码 同步的过程有两个: (1)将写时钟域的写指针同步到读时钟域,将同步后的写指针与读时钟域的读指针进行比较产生读空信号: (2)将读时钟域的读指针同步到写时钟域,将同步后的读指针与写时

现在开始对上一篇博文介绍的异步FIFO进行功能验证,上一篇博文地址:http://blog.chinaaet.com/crazybird/p/5100000872 .对异步FIFO验证的平台如图1所示. 图1  异步FIFO验证平台 其中,clock为时钟生成器,asyn_fifo_if为产生异步FIFO读写命令的模块,asyn_fifo为异步FIFO设计模块. 验证顶层模块testbench的代码如下所示: /*******************************版权申明*******

今天要介绍的异步FIFO,可以有不同的读写时钟,即不同的时钟域.由于异步FIFO没有外部地址端口,因此内部采用读写指针并顺序读写,即先写进FIFO的数据先读取(简称先进先出).这里的读写指针是异步的,处理不同的时钟域,而异步FIFO的空满标志位是根据读写指针的情况得到的.为了得到正确的空满标志位,需要对读写指针进行同步.一般情况下,如果一个时钟域的信号直接给另一个时钟域采集,可能会产生亚稳态,亚稳态的产生对设计而言是致命的.为了减少不同时钟域间的亚稳态问题,我们先对它进行两拍寄存同步,如图1所示

有些东西当你习以为常而不去深思熟虑的时候,致命的错误就会因此埋下!      FPGA开发中难免会遇到跨时钟域处理的问题,而对于单比特信号,我会不假思索的回答:打两拍不久解决了吗?但是事实时,这佯作的前提条件是:信号A从clk1进入到clk2的时候,clk1的是一个慢时钟,而clk2是一个快时钟.这样在快时钟域把信号A延迟两排,总能采样到稳定的数据. 但是如果是一个快时钟信号进入到一个慢时钟域中,上面的做法就不一定成立!单比特信号A在快时钟周期内2个clk保持稳定,但是快时钟域内2个clk的时钟

转自:http://comm.chinaaet.com/adi/blogdetail/37555.html 首先,一定要理解清楚FIFO的应用场景,这个会直接关系到FIFO深度的计算,如果是面试官抛出的问题,那么有不清楚的地方,就应该进行询问.如果是笔试或者工程中需要计算FIFO深度的话,那么就需要自己考虑清楚. 其次,异步FIFO,读写时钟不同频,那么FIFO主要用于数据缓存,我们选择的FIFO深度应该能够保证在最极端的情况下,仍然不会溢出.因此考虑的前提一般都是写时钟频率大于读时钟频率,但是

今天面试,要走时问了我一个问题:如果两个时钟一个时钟慢一个时钟快,来读写FIFO,其中读出的数据是 连续的一段一段的. 图1 图1为写时序控制,可以看出数据是两个时钟周期的长度,当然实际中可以是任意周期的长度. 图2 图2为读时序,ren使能的长度也可以是任意,但是我以为一点是必须保证的,那就是读写数据的速率依然是相等的. 在读写数据相等,读写数据都是周期性的前提下,我认为只要对FIFO直接进行读写就可以,不要求对数据进行任何缓存, 但是为防止读写冲突,可以缓存几个数据.那么重点就在于产生读写使

主要参考了https://www.eefocus.com/liu1teng/blog/12-02/237897_4533d.html .Xilinx UG471.UG472以及Xilinx Forum上的一些问答,在此一并表示感谢. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 本文主要用来随意记录一下最近在为手头的FPGA项目做约束文件

https://wenku.baidu.com/view/441549fef111f18582d05a70.html 全局时钟是最简单的最可预测的时钟,时钟方案:有专用的时钟输入(提供最短的始终输出延时)引脚驱动单个主时钟去控制设计项目中的每个触发器. 时钟的扇入扇出数量的处理方法: 对于全局时钟资源而言,其可以有较大时钟扇出,但对于普通的GPIO,不能太大数量的扇出,因为数量越多的话,时钟到达各期间之间的时间就不一致了,差距太大会导致时序错乱.因此我们可以采用其自带的IP核ALTCLKCTRL

本文大部分内容来自Clifford E. Cummings的<Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design>,同时加上一些自己的一些理解,有兴趣的朋友可以阅读原文. 一.FIFO简介 FIFO是英文First In First Out 的缩写,是一种先进先出的数据缓存器,它与普通存储器的区别是没有外部读写地址线,这样使用起来非常简单,但缺点就是只能顺序写入数据,顺序的读出数据,其数据地址由内部读写指针自动加1完

文章主要是基于学习后的总结. 1. 时钟域 假如设计中所有的触发器都使用一个全局网络,比如FPGA的主时钟输入,那么我们说这个设计只有一个时钟域.假如设计有两个输入时钟,如图1所示,一个时钟给接口1使用,另一给接口2使用,那么我们说这个设计中有两个时钟域. 2. 亚稳态 触发器的建立时间和保持时间在时钟上升沿左右定义了一个时间窗口,如果触发器的数据输入端口上数据在这个时间窗口内发生变化(或者数据更新),那么就会产生时序违规.存在这个时序违规是因为建立时间要求和保持时间要求被违反了,此时触发器内部

文章主要是基于学习后的总结. 1. 时钟域 假如设计中所有的触发器都使用一个全局网络,比如FPGA的主时钟输入,那么我们说这个设计只有一个时钟域.假如设计有两个输入时钟,如图1所示,一个时钟给接口1使用,另一给接口2使用,那么我们说这个设计中有两个时钟域. 2. 亚稳态 触发器的建立时间和保持时间在时钟上升沿左右定义了一个时间窗口,如果触发器的数据输入端口上数据在这个时间窗口内发生变化(或者数据更新),那么就会产生时序违规.存在这个时序违规是因为建立时间要求和保持时间要求被违反了,此时触发器内部

这几天看了Clifford E. Cummings的两篇大作<Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design>and <Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design with Asynchronous Pointer Comparisons>颇有感想,真可谓经典之作,不可错过. 1．什么是FIFO? FIFO是英文Fi