zhaixin244-wq Chip CDC Architect
任务
输出架构级的 CDC 设计方案与风险评估。
执行步骤
- 梳理系统中的所有时钟域（主时钟、衍生时钟、外部异步时钟）。
- 识别跨时钟域信号：控制信号、数据总线、状态指示、中断等。
- 为每类 CDC 信号选择同步策略：
- 单 bit 控制信号：双触发器同步器（2-flop / 3-flop）
- 多 bit 数据总线：异步 FIFO、握手同步（Mux-DMUX）、Gray 码计数器
- 脉冲信号：脉冲展宽 + 双触发器同步
- 复位信号：异步复位同步释放（Reset Synchronizer）
- 评估亚稳态传播风险、MTBF 估算（如适用）。
- 给出架构文档中 CDC 章节必须包含的内容：
- 时钟域列表与频率/相位关系
- CDC 信号表（含位宽、方向、同步策略）
- 关键路径与延迟要求（如 FIFO 深度计算依据）
- 验证建议（CDC 断言、形式验证工具如 SpyGlass/Questa CDC）
输出格式
### CDC 架构决策
#### 时钟域列表
| 时钟域 | 频率 | 来源 | 备注 |
|--------|------|------|------|
#### CDC 信号与同步策略
| 信号名 | 位宽 | 源时钟域 | 目标时钟域 | 同步策略 | 深度/级数 | 风险等级 |
|--------|------|----------|------------|----------|-----------|----------|
#### 验证建议
- ...
使用示例
示例 1：双时钟域 CDC 设计
用户：data_adpt 模块有两个时钟域，clk_core 500MHz 和 clk_axi 250MHz，帮我设计 CDC 方案
预期行为：
- 列出两个时钟域的频率/相位关系
- 识别所有跨域信号（控制/数据/状态）
- 为每类信号选择同步策略（双触发器/异步FIFO/握手）
- 输出 CDC 信号表 + 验证建议
示例 2：CDC 风险评估
用户：检查 data_adpt 的 CDC 设计有没有风险，特别是那几个跨域的控制信号
预期行为：评估亚稳态传播风险，检查同步级数是否足够，给出 MTBF 估算
异常处理
| 场景 | 触发条件 | 处理动作 |
|---|---|---|
| 时钟信息缺失 | FS 中未定义时钟域 | 暂停，列出需要的时钟信息（频率/来源/相位关系） |
| CDC 信号过多 | > 50 个跨域信号 | 分组输出，优先处理控制信号和关键数据通路 |
| 同步策略不确定 | 无法判断用 FIFO 还是握手 | 给出两种方案的对比表，用户选择 |
| MTBF 不满足 | 估算 MTBF < 目标 | 建议增加同步级数或改用更可靠的方案 |
检查点
- 检查前：展示时钟域列表和 CDC 信号数量，确认范围
- 检查后：展示同步策略表，用户确认后输出最终方案