異步時(shí)鐘切換電路

　　問(wèn)題： 2個(gè)頻率無(wú)關(guān)的時(shí)鐘，在sel的選擇下做切換。

　　有時(shí)一個(gè)看起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)際上是在考驗ASIC工程師的問(wèn)題。

　　1.簡(jiǎn)單的講就是做信號的2選1么，那么我們就先做一個(gè)簡(jiǎn)答的2選1吧。

　　這是一個(gè)邏輯圖，實(shí)際的2選1是由3個(gè)門(mén)電路過(guò)程的，比如2個(gè)與一個(gè)或：

　　這個(gè)電路顯然不能用于時(shí)鐘的選擇，因為這將導致輸出時(shí)鐘存在毛刺，后級電路是不能直接用的。

　　2. 我們很自然的會(huì )想到，要是能在時(shí)鐘低時(shí)切換到另一個(gè)時(shí)鐘低電平，就能保證時(shí)鐘的品質(zhì)。這樣在時(shí)鐘切換時(shí)就必然要經(jīng)歷4個(gè)階段：1）選擇信號改變、2）在clk1為低時(shí)停掉clk1的選擇 、3）在clk2為低時(shí)打開(kāi)clk2的選擇端、3）正常工作，完成切換。

　　這樣一想，似乎要寫(xiě)一個(gè)狀態(tài)機了。但是這里面有一個(gè)問(wèn)題先要解決：clk的低電平用什么來(lái)檢測？當然，如果你有更高頻率的時(shí)鐘，確實(shí)是可以寫(xiě)一個(gè)狀態(tài)機的，但是恐怕多數時(shí)候是沒(méi)有那個(gè)高頻時(shí)鐘的。那我們就只能用時(shí)鐘的下降沿來(lái)檢測時(shí)鐘的低電平的到來(lái)了。于是我們就基本有了方向。

　　這個(gè)電路是比較經(jīng)典的，其思考過(guò)程也很屈折，關(guān)鍵就在于寄存器前的那個(gè)與門(mén)，它的位置非常關(guān)鍵。

　　是不是這就可以了呢？當然不完全。我們考慮了輸出時(shí)鐘的完整性，但是我們忘了，圖上的這2個(gè)寄存器本身就是跨時(shí)鐘域的寄存器，其本身也存在壓穩態(tài)的問(wèn)題。而且這個(gè)壓穩態(tài)會(huì )隨著(zhù)輸出的時(shí)鐘擴展到很遠。芯片恐怕是承受不了的。

　　3. 所以，我們還需要一點(diǎn)特殊處理（圖就不畫(huà)，有點(diǎn)煩，但是這一步很重要），就是在寄存器輸出端到另一個(gè)寄存器前的與門(mén)之間用相應的時(shí)鐘鎖存2次（這是最通常的做法，地球人恐怕都知道）。