异时钟域模块之间实时通讯接口电路及其实时通讯的方法

摘要

本发明涉及一种异时钟域模块之间实时通讯接口电路及其实时通讯的方法，属于电子设计技术领域。本发明异时钟域模块之间实时通讯接口电路包括设置在主通讯模块中的一个触发器和设置在从通讯模块中的三个触发器，启动通讯时，主通讯模块中的触发器以本通讯模块时钟域为时钟信号产生脉冲信号启动通讯，将脉冲信号发送给从通讯模块中的第一触发器作为其时钟信号，从通讯模块中的第一触发器产生忙信号并反馈给主通讯模块，使主通讯模块在下一个周期获知，不再向从通讯模块发送命令，避免混乱。本发明结构简单，易实现，具有实时性、异时钟域、主从式的特点，解决了目前异时钟域模块之间进行实时通讯时所造成的通讯混乱的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种异时钟域模块之间实时通讯接口电路及其实时通讯的方法 ，属于电子设计技术领域。

背景技术

由于各个通讯模块所使用的时钟不一样，导致不同时钟域模块在通讯过程由 于其各自使用的时钟不一样出现，其实时性很难保证，通常，出于实时性的考虑， 外设（从通讯模块）可以用中断方式与处理器（主通讯模块）通讯，处理器采样 到中断信号后进入服务程序，任务完成后复位中断标识，这种软件和硬件结合的 方法存在以下不足：如果处理器不能立即响应该中断，则通讯的实时性无法保障； 在处理中断过程中，如果外设继续申请中断，将被处理器忽略，可能造成通讯信 息的混乱。

发明内容

本发明的目的是提供一种异时钟域模块之间实时通讯接口电路及其实时通 讯的方法,以解决目前异时钟域模块之间进行实时通讯时所造成的通讯混乱的 问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种异时钟域模块之间实时通讯接口电 路，该接口电路包括用于设置在主通讯模块中的一个触发器和用于设置在从通讯 模块中的三个触发器，从通讯模块中的三个触发器分别为第一触发器、第二触发 器和第三触发器，第二和第三触发器以从通讯模块时钟域为时钟信号，所述主通 讯模块中的触发器的输出端与从通讯模块中第一触发器的时钟端相连，第一触发 器的输出端与第二触发器的输入端相连，并将产生的忙信号反馈给主通讯模块， 使主通讯模块在下一个周期获知，第一触发器的输出端与第二触发器的输入端相 连，第三触发器的输出端与主模块相连。

所述的触发器为边沿触发器。

所述的触发器为边沿D触发器。

本发明还提供了一种异时钟域模块之间实时通讯接口电路及其实时通讯的 方法，于，该方法的步骤如下：

1）主通讯模块中触发器以本模块的时钟产生脉冲信号启动通讯，并将产生 的启动通讯脉冲信号传送给从通讯模块中第一触发器，作为该触发器的时钟信 号；

2）从通讯模块中第一触发器以启动通讯脉冲信号为时钟，产生忙信号，并 将产生的忙信号反馈给主通讯模块，使主通讯模块在下一个周期获知，不再向从 通讯模块发送命令，避免混乱，同时第一触发器将产生的忙信号传送给第二触发 器作为该触发器输入信号；

3）从通讯模块中的第二触发器以从通讯模块时钟采样忙信号，将忙信号转 换为从通讯模块时钟域的工作信号，表示从通讯模块模块正在处理主通讯模块的 通讯命令；

4）当从通讯模块处理完主通讯模块的命令时，从通讯模块中的第三触发器 以从通讯模块时钟产生完成脉冲信号回复主通讯模块，表明从通讯模块已完成主 通讯模块A的通讯命令，同时将产生的完成脉冲信号传送给第一触发器，复位忙 信号。

所述的从通讯模块中的第一触发器在主通讯模块触发器输出脉冲信号的边 沿触发产生忙信号，该忙信号与从通讯模块时钟域无关。

本发明的有益效果是:本发明异时钟域模块之间实时通讯接口电路包括设置 在主通讯模块中的一个触发器和设置在从通讯模块中的三个触发器，启动通讯 时，主通讯模块中的触发器以本通讯模块时钟域为时钟信号产生脉冲信号启动通 讯，将脉冲信号发送给从通讯模块中的第一触发器作为其时钟信号，从通讯模块 中的第一触发器产生忙信号并反馈给主通讯模块，使主通讯模块在下一个周期获 知，不再向从通讯模块发送命令，避免混乱。本发明结构简单，易实现，具有实 时性、异时钟域、主从式的特点，解决了目前异时钟域模块之间进行实时通讯时 所造成的通讯混乱的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中的通讯接口电路的结构图。

具体实施方式

本发明的一种异时钟域主从式实时通讯接口电路的实施例

本实施例包括主通讯模块和从通讯模块，如图1中所示的A模块和B模块， 其中A模块设置有触发器D1，触发器D1以A模块中的a_clock时钟为时钟，B 模块中设置有触发器D2、触发器D3和触发器D4，触发器D3和触发器D4都是 以B模块中的b_clock时钟为时钟，触发器D1的输出端与触发器D2的时钟端 相连，触发器D2的输入端接高电平，触发器D2的输出端与触发器D3的输入端 相连，触发器D1以a_clock时钟产生a_start脉冲信号启动通讯，触发器D1输出 的a_start脉冲信号发送给从通讯模块B中的触发器D2，作为触发器D2的时钟信 号，触发器D2以a_start脉冲信号为时钟，产生b_busy信号，并将产生的b_busy 信号反馈给主通讯模块A，触发器D3以B模块中的b_clock时钟为时钟，触发器 D3的输出端作为b_working信号，说明B模块正在进行通讯处理，触发器D4也 以B模块中的b_clock时钟为时钟，以通讯结束信号为输入信号，触发器D4的 输出端输出b_done信号，触发器D4输出的b_done信号与触发器D2的复位端相 连，作为触发器D2的复位信号，同时触发器D4输出端输出的b_done信号反馈 给A模块，表示B模块已完成主通讯模块A的通讯命令。其中，b_busy信号在 a_start边沿触发，与b_clock时钟无关，保证A模块在下一个a_clock周期获知， 不再向B模块发送命令，避免混乱，b_working信号已经转换至b_clock时钟域， 标识B模块正在处理通讯命令。b_done信号的产生与a_start类似，表示B模块 已完成任务。

本发明的一种实现异时钟域模块之间主从式实时通讯方法的实施例

本实施例是以上个实施例中的接口电路作为硬件结构，如图1所示，在主通 讯模块A中设置触发器D1，在从通讯模块B中设置触发器D2、D3和D4，其中 主通讯模块A中的触发器D1以A模块中的a_clock时钟为时钟，从通讯模块B 中的触发器D3和D4都是以B模块中的b_clock时钟为时钟，本实施例中的异时 钟域的主通讯模块A和从通讯模块B之间实现实时通讯的步骤如下：

1.主通讯模块A每次开始与从通讯模块B通讯时，主通讯模块A中的触发器 D1以a_clock时钟产生a_start脉冲信号启动通讯，并将触发器D1输出的a_start 脉冲信号发送给从通讯模块B中的触发器D2，作为触发器D2的时钟信号。

2.从通讯模块B中的触发器D2以a_start脉冲信号为时钟，产生b_busy信号， 并将产生的b_busy信号反馈给主通讯模块A，b_busy信号在a_start边沿触发，使 主通讯模块A在下一个a_clock周期获知，不再向B模块发送命令，避免混乱， 同时触发器D2将产生的b_busy信号传送给触发器D3作为触发器D3的输入信号。

3.从通讯模块B中的触发器D3以b_clock为时钟信号，以触发器D2产生的 b_busy信号为输入信号，产生b_working信号，即从通讯模块B中的触发器D3 以b_clock时钟采样b_busy信号，转换为b_clock时钟域的b_working信号。 b_working信号已经转换至b_clock时钟域，表示从通讯模块B模块正在处理通讯 命令。

4.当从通讯模块B处理完主通讯模块A的命令时，从通讯模块中的触发器D4 以b_clock时钟产生b_done脉冲信号回复A模块，表明从通讯模块B已完成主 通讯模块A的通讯命令，同时将产生的b_done脉冲信号传送给触发器D2，复位 b_busy信号，完成通讯处理，b_done信号的产生与a_start类似，表示B模块已 完成任务。

下面是本发明实现异时钟域模块之间主从式实时通讯方法中的程序设计。 --A模块产生a_start信号

--B模块产生b_busy信号

--B模块产生b_working信号

if rising_edge(b_clock)then

    b_working<=b_busy;

end if;

--B模块产生b_done信号