不同相频关系时钟的跨时钟域问题( 三 ) _时钟

在图3.15中，时钟“clk1”和“clk2”的周期分别为10ns 与7ns 。注意，它们之间的最小相位差是0.5ns ，这已经非常小了。所以会出现亚稳态，并且必须使用同步器。
由于亚稳态的出现，当两个时钟沿很接近时数据不能被目标域正确地捕获。然而，在这种情况下，注意，一旦出现时钟沿非常接近的情况，下一个周期的裕量就会很大，以便数据就可以被目标时钟正确捕获。图3.15中的信号B2就表示这种情况。所期望的输出是B1 ，实际的波形是B2 。注意，这里数据不会丢失，但是可能有数据不连贯的问题。
对于从快时钟域到慢时钟域的传输，可能出现数据丢失，为了阻止这种现象，源数据应该保持至少一个目标时钟周期不变。可以通过使用一个简单的FSM实现这一目的。
例子3
在这种情况下时钟间的相位差异很小，并能连续存在几个周期。除了变化的相位差异和周期性的重复现象，其余都与异步时钟很相似。
在图3.16中，时钟“clk1”和“clk2”的周期分别为10ns与9ns 。可以看出两个时钟的有效时钟沿很接近，并持续4个连续周期。在前两个周期中可能会违背建立时间（源时钟在目的时钟之前) ，而在后两个时钟周期中可能会违背保持时间（目的时钟在源时钟之前) 。
在这种情况下，将会出现亚稳态问题，因此需要进行同步。除了亚稳态的问题，数据从慢时钟域传递到快时钟域时也可能失丢。可以从图3.16中可以看到， B1是不含亚稳态的正确输出。但实际的输出可能是B2 。这里数值1丢失了，因为第一个周期“1”由于违背建立时间未能捕捉到，而在第二个周期中由于违背保持时间误捕捉到了“0” 。
为了不丢失数据，数据需要保持稳定至少两个目的时钟周期。这既适用于从快到慢的传输，也适用于从慢到快的传输。可以通过使用简单的FSM对源数据产生进行控制完成这一任务。但数据不连贯的问题仍然存在。
【不同相频关系时钟的跨时钟域问题】这时，已标准化的技术（如握手和FIFO)对于传输数据更为有效，因为它们也解决了数据不连贯的问题。