异步FIFO的FPGA实现
2026-1-31 23:13
- EDA 技术
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需要对异步FIFO的关键路径进行时序约束，特别是跨时钟域的数据传输路径。
由于读写指针分别在不同的时钟域中，不能直接比较它们来判断FIFO的空满状态。需要将写指针同步到读时钟域来 ...
异步FIFO的核心在于处理不同时钟域之间的数据传输。读写指针分别在不同的时钟域中生成 ...
IIC总线的FPGA实现
2026-1-31 23:11
- EDA 技术
- 18
- 19
FPGA实现时，需根据实际需求选择合适的时钟分频来生成所需的SCL时钟频率。
I2C通信通常采用状态机来管理各种操作，如空闲态、起始态、数据传输态、应答态、停止态等。 ...
I2C协议对时序要求严格，包括起始条件、停止条件、数据传输、应答位等。
当需要输出低电平时，将信号拉低；当释放总线时，信号应处于高阻态（z），由上拉电阻将其拉高。 ...
FPGA的I2C接口通常使用inout类型的信号来实现SDA和SCL，通过三态门控制输出状态。 ...
为了实现“线与”逻辑，SDA和SCL都需要通过上拉电阻（通常为4.7kΩ~10kΩ）连接到电源，使得总线在空闲时为 ...
FPGA中亚稳态
2026-1-31 23:09
- EDA 技术
- 24
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在FPGA设计中，必须重视亚稳态问题，尤其是在跨时钟域和异步信号处理中
亚稳态的发生概率与系统MTBF（平均无故障时间）相关。增加同步器级数可以提高MTBF，从而降低亚稳态导致的故 ...
在设计阶段应明确跨时钟域路径的时序约束，避免在关键路径上出现亚稳态风险。 ...
在跨时钟域数据传输中，使用FIFO或握手机制可以有效减少亚稳态风险。 ...
对于异步复位信号，应采用“异步检测 + 同步释放”的方式，并通过多级寄存器处理以避免亚稳态。 ...
通过在异步信号路径上插入多个触发器 ，可以显著降低亚稳态传播的概率。 ...
在极端情况下，亚稳态可能导致系统崩溃或不可预测的行为。
如果亚稳态信号进入组合逻辑或下一个寄存器，可能引发更大范围的错误 ...
可能导致后续逻辑判断错误，引发系统功能异常
亚稳态输出可能表现为毛刺、振荡或中间电压值
触发器输出会进入一个不确定的状态，表现为在一段时间内处于“0”和“1”之间的振荡状态，直到最终稳定到某 ...
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