本实用新型专利技术公开了一种跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路，包括读写接口控制电路、异步FIFO芯片和输出接口芯片54HC245，读写接口控制电路包括电阻R5、电阻R6、电容C33和电容C37。读写接口控制电路实现对异步信号的读写进行控制，使之适应异步FIFO芯片的工作条件，异步FIFO芯片实现克服亚稳态干扰，输出接口芯片对FIFO芯片的输出信号进行增强驱动能力，降低内部噪声干扰。该电路结构简单，适应性强、成本低廉，可靠性高，功耗低，克服了亚稳态现象，实现了跨时钟域参数的传输，比传统异步电路速度更快，误码率更低。
【技术实现步骤摘要】
-种跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路
本技术涉及一种跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路，属于航天测量测控领 域。
技术介绍
在航天工程中，为监测飞行器的实时状态，有大量的数据需要被采集、适配和传 输。随着数字系统规模的不断增大，一个系统通常与若干个子系统进行通信，可以连接不同 的外部设备。由于外部设备与主设备的时钟不一致，对跨时钟域异步信号的可靠传输提出 了很高的要求。在通信系统中，各个节点间时钟不一致，节点间跨时钟域的低误码率传输是 另一个需要考虑的方面。由于各个系统之间时钟信号的频率及相位关系各异，跨时钟域的 信号在传输时会遇到亚稳态等现象，使得信号在跨时钟域传输时会发生较多问题。 跨时钟域信号传输的亚稳态问题是指，在信号传输中，每种触发器都有时序要求， 对于使用上升沿触发的触发器来说，建立时间（Setup Time)是在时钟上升沿到来之前，触 发器数据保持稳定的最小时间，而保持时间（HoldTime)是在时钟上升沿到来之后，触发器 数据还应该保持的最小时间，在时钟上升沿前后的这个窗口内数据应该保持不变，否则会 使触发器工作在一个不确定的状态，即亚稳态。当触发器处于亚稳态且处于亚稳态的时间 超过了一个时钟周期时，这种不确定的状态将会影响到下一级的触发器，最终导致连锁反 应，从而使整个系统功能失常，当一个信号跨越某个时钟域时，对新时钟域的电路来说，它 是一个异步信号。由于异步信号之间的时序是毫无关系的，因此必然存在建立时间/保持 时间（Setup Time/Hold Time)冲突。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种跨时钟域的异步 FIFO控制逻辑电路，克服了亚稳态现象，实现了跨时钟域参数的传输，比传统异步电路速度 更快，误码率更低。 本技术的技术方案是：一种跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路，包括异步 FIFO芯片、输出接口芯片54HC245和读写接口控制电路； 其中读写接口控制电路包括电阻R5、电阻R6、电容C33和电容C37 ;异步FIFO芯 片为 IDT7205 ; 电容C33连接在IDT7205的W引脚和地之间，电阻R5 -端连接在IDT7205的W引 脚上，另一端连接外部写使能信号；电容C37连接在IDT7205的R引脚和地之间，电阻R6 - 端连接在IDT7205的R引脚上，另一端连接外部读使能信号； 时钟域1输入的8位数据的第0位?第7位依次连接在IDT7205的D0?D7引脚 上，IDT7205的VCC引脚和FL/RT引脚分别与外部供电电源VCC连接，IDT7205的D8弓丨脚、 XI引脚和GND引脚接地；IDT7205的EF引脚接外部总线；IDT7205的NC引脚、X0/HF引脚、 Q8引脚、FF引脚悬空，IDT7205的RS引脚外接复位信号； IDT7205的Q0?Q7引脚依次与输出接口芯片54HC245的A0?A7引脚连接，输出 接口芯片54HC245的DIR引脚与外部供电电源VCC连接，54HC245的E引脚外接使能信号， 时钟域2的输出数据通过输出接口芯片54HC245的B0?B7引脚向外输出。 所述电阻R5和电阻R6均为33Ω，电容C33和电容C37均为220pF，外部供电电源 VCC 为 +5V。 本技术与现有技术相比的优点是： (1)该电路采用先进的异步FIFO芯片控制电路，克服了亚稳态现象，实现了跨时 钟域参数的传输，比传统异步电路速度更快，误码率更低。 (2)该电路的结构简单，适应性强、成本低廉，可靠性高，功耗低；已成功应用于多 个航天型号的测量系统中，实现了跨时钟域参数的高速、高可靠性测量。 【附图说明】 图1为本技术跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路构成方框图； 图2为本技术跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路结构图。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术的跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路包括读写接口控制 电路、异步FIFO芯片和输出接口芯片。读写接口控制电路实现对异步信号的读写进行控 制，使之适应异步FIFO芯片的工作条件，异步FIFO芯片实现克服亚稳态干扰，输出接口芯 片对FIFO芯片的输出信号进行增强驱动能力，降低内部噪声干扰。异步FIFO芯片可以同 时进行读写操作，并能有效隔离读写两个时钟域，因此，在大量数据的跨时钟域传输中，可 将数据实现安全通信。 读写接口控制电路包括电阻R5、电阻R6、电容C33和电容C37。如图2所示，本实 用新型的具体电路连接关系如下：电容C33连接在IDT7205的W引脚和地之间，电阻R5 - 端连接在IDT7205的W引脚上，另一端连接外部写使能信号；电容C37连接在IDT7205的R 引脚和地之间，电阻R6 -端连接在IDT7205的R引脚上，另一端连接外部读使能信号； 异步FIFO芯片为IDT7205芯片；时钟域1输入的8位数据的第0位?第7位依 次连接在IDT7205的D0?D7引脚上，IDT7205的VCC引脚和FL/RT引脚分别与外部供电 电源VCC连接，IDT7205的D8引脚、XI引脚和GND引脚接地；IDT7205的EF引脚接外部总 线；IDT7205的NC引脚、X0/HF引脚、Q8引脚、FF引脚悬空，IDT7205的RS引脚外接复位信 号；IDT7205的Q0?Q7引脚依次与输出接口芯片54HC245的A0?A7引脚连接，输出接口 芯片54HC245的DIR引脚与外部供电电源VCC连接，时钟域2的输出数据通过输出接口芯 片54HC245的B0?B7引脚向外输出。电阻R5和电阻R6均为33Ω，电容C33和电容C37 均为220pF，外部供电电源VCC为+5V。 IDT7205 是 8bit FIFO 芯片，容量为 8192*9bit，存取时间 12ns，最大功耗 660mW， 5V工作电压，DO?D8是数据输入总线，Q0?Q8是数据输出总线，具有独立的读写控制端、 级联控制端，独立的状态满标志和状态空标志。IDT7205芯片的D0?D7引脚接收时钟域1 输入的8bit数据；IDT7205芯片的D8引脚接地；IDT7205芯片的引脚RS为异步复位，其基 本时序及逻辑功能为：RS引脚置低时，IDT7205复位，内部读写指针都被复位到起始位置。 IDT7205芯片的W引脚为写使能信号，W引脚置低，就执行一次外部数据的写入操作，内部写 指针自动加1，数据顺次进入FIFO中。R5为接口匹配电阻，对写使能信号起限流和阻抗匹 配的作用，提高写使能信号的稳定性。C33为滤波电容，和R5 -起组成低通RC滤波网络，滤 去输入信号中的高频交流分量，提高电磁兼容性，保证异步FIFO芯片工作正常。IDT7205芯 片的VCC为芯片供电引脚，FL/RT为功能扩展引脚。R为读使能信号。IDT7205芯片的EF为 空指示信号，接到外部总线，当所有的数据被读出后，内部空标识EF置低，禁止读出操作。 若内部空标识EF没有置低，那么每次读允许R置低时，就执行一次内部数据的读出，内部指 针自动加1，数据就顺次从FIFO中读出去。R6为接口匹配电阻，对读使能信号起限本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路，其特征在于：包括异步FIFO芯片、输出接口芯片54HC245和读写接口控制电路；其中读写接口控制电路包括电阻R5、电阻R6、电容C33和电容C37；异步FIFO芯片为IDT7205；电容C33连接在IDT7205的W引脚和地之间，电阻R5一端连接在IDT7205的W引脚上，另一端连接外部写使能信号；电容C37连接在IDT7205的R引脚和地之间，电阻R6一端连接在IDT7205的R引脚上，另一端连接外部读使能信号；时钟域1输入的8位数据的第0位～第7位依次连接在IDT7205的D0～D7引脚上，IDT7205的VCC引脚和FL/RT引脚分别与外部供电电源VCC连接，IDT7205的D8引脚、XI引脚和GND引脚接地；IDT7205的EF引脚接外部总线；IDT7205的NC引脚、XO/HF引脚、Q8引脚、FF引脚悬空，IDT7205的RS引脚外接复位信号；IDT7205的Q0～Q7引脚依次与输出接口芯片54HC245的A0～A7引脚连接，输出接口芯片54HC245的DIR引脚与外部供电电源VCC连接，54HC245的E引脚外接使能信号，时钟域2的输出数据通过输出接口芯片54HC245的B0～B7引脚向外输出。...
【技术特征摘要】
1. 一种跨时钟域的异步FIFO控制逻辑电路，其特征在于：包括异步FIFO芯片、输出接 口芯片54HC245和读写接口控制电路； 其中读写接口控制电路包括电阻R5、电阻R6、电容C33和电容C37 ;异步FIFO芯片为 IDT7205 ； 电容C33连接在IDT7205的W引脚和地之间，电阻R5-端连接在IDT7205的W引脚上， 另一端连接外部写使能信号；电容C37连接在IDT7205的R引脚和地之间，电阻R6 -端连 接在IDT7205的R引脚上，另一端连接外部读使能信号； 时钟域1输入的8位数据的第0位?第7位依次连接在IDT7205的DO?D7引脚上， IDT7205的VCC引脚和FL/RT引脚分别与外部供电电源VCC连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：王林，徐力，张霖，丛伟，耿培涛，罗兴科，扈佳林，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
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