Проблемы передачи данных между асинхронными доменами вычислительного устройства

Примеры некорректного приема данных

Сложные вычислительные устройства в ряде случаев содержат домены, работающие на разных частотах, что создает проблему пересинхронизации при необходимости обмена между ними. На сегодня для нее уже известно решение, которое можно рассматривать как стандарт, однако его применение не всегда может удовлетворить условиям, поставленным в рамках конкретного проекта. При создании системы на кристалле (СНК) «Эльбрус-С+», предназначенной для применения в комплексах обработки радиолокационной информации в режиме жесткого реального времени, разработка схемы пересинхронизации стала весьма значимой задачей.

Подсистема памяти нового микропроцессора содержит три домена синхронизации:

системный домен с частотой 500 МГц (системная частота);
домен оперативной памяти, частота которого относится к системной как 4/5, 2/3, 3/5 или 1/2;
домен ядра контроллера оперативной памяти, отношение его частоты к частоте памяти равно 1/2.

Помимо требования корректной передачи данных между этими доменами на разрабатываемую схему были наложены дополнительные условия:

минимальная задержка передачи;
возможность учета временных диаграмм;
удобство отладки.

В статье проанализированы проблемы, возникающие при передаче данных между доменами с различным соотношением частот, описаны известные схемы пересинхронизации, а также схема, реализованная в СНК «Эльбрус-С+».

Подробнее... Загрузить файл

Содержание:

Введение
1. Проблемы пересинхронизации
2. Асинхронный FIFO-буфер, использующий счетчики в коде Грея
3. Разработанная схема согласования частот

3.1. Блок формирования меток
3.2. Блок пересинхронизации

Заключение
Литература