门控时钟的使用
組合邏輯中多用門控時鐘,一般驅(qū)動門控時鐘的邏輯都是只包含一個門,如果有其他的附加邏輯,就容易因競爭而產(chǎn)生不希望的毛刺。門控時鐘通過一個時能信號控制時鐘的開關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)不工作時可以關(guān)閉時鐘,整個系統(tǒng)處于非激活狀態(tài),這樣就能夠在某種程度上降低系統(tǒng)功耗。
然而,使用門控時鐘并不符合同步設(shè)計的思想,它可能會影響設(shè)計的實現(xiàn)和驗證。單純從功能上看,使用使能時鐘替代門控時鐘是一個不錯的選擇;但是使能時鐘在使能信號關(guān)閉時,時鐘信號仍然在工作,它無法像門控時鐘那樣降低系統(tǒng)的功耗。
Altera的解決方案:
對于上升沿有效的系統(tǒng)時鐘clk,他的下降沿先把門控時鐘打一拍,然后再用這個使能信號和系統(tǒng)時鐘clk相與后作為后續(xù)電路的門控時鐘。
這樣的門控時鐘電路很好的解決了組合邏輯常見的一些問題。它避免了毛刺的出現(xiàn),同時也有效的抑制了亞穩(wěn)態(tài)可能帶來的危害。但是從另一個方面來說,如果這個設(shè)計的系統(tǒng)時鐘占空比不是很穩(wěn)定,或者輸出的使能信號(enable)與時鐘信號(clk)的邏輯過于復(fù)雜,那么它也會帶來一些功能和時序上的問題。總得來說,只要設(shè)計者控制好這個設(shè)計中時鐘占空比和門控邏輯復(fù)雜度,他還是比下面這個簡單的門控時鐘電路方案可行。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索總結(jié)
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