VCS仿真遇到双同步时钟错误怎么办？解决方案来了！

在电路设计和验证过程中，使用Verilog或VHDL等硬件描述语言(HDL)设计系统时，经常会遇到关于同步时钟引发的VCS仿真错误，特别是在多时钟域交互涉及数据传输和合成中。这些错误通常表现为时序不准确，数据被意外地捕获于不同的时钟沿，不仅干扰了仿真的正常进行，也直接影响了设计的有效性验证。本篇专注于解决此类问题的策略，特别强调RTL设计角度的修正实现。我们将通过一个具体的案例解析，展示如何避开传统调整时钟相位的方法，深入探讨RTLevel设计领域中高效管理多时钟域同步关系的技术。

案例背景与问题定位

在可能存在两个不同频率时钟(clkA和clkB)交互设计的系统中，例如图1所示的简单DP链路模型中，clkB作为从时钟，是一个速率低于主时钟clkA的分频时钟。根据预期逻辑，当非唑在主时钟clkA下的数据信号（datA）上升时，根据前后时钟域的同步要求，数据信号的副本（datB）应在apat UDF（主机域）条件下，在时钟clkB的上升沿进行有效的采集与传输。




然而，在进行VCS仿真时，观察到出现不符合逻辑的结果：正确地，datB信号在传统理论认为正确的点（如B点）上升，但仿真结果显示，信号在理论上不属于该时钟域的测量点（如在图所示的A点）并未发生任何变化或上升沿被捕获。这不仅违背了期望的行为逻辑，而且可能指示了VCS仿真过程中存在的某种触发机制的误配置或理解不足。

问题分析与对策


传统解决方案的局限性

过去尝试的一个解决方法是通过物理方式，如将clkA的沿稍向后错移几个皮秒(ps)，以指望VCS能够适配时钟源的相位关系。然而，这种方法存在根本性问题：它未能从根本上解决VCS对于多时钟域同步理解的偏差，更未触及时钟与数据信号之间精确同步关系的设定。

高级策略的提出


关键技术：数据延迟

为了确保VCS能准确地解析时钟域的同步规则并按照预期操作，引入数据延迟机制策略显得尤为关键。在前面提到了的可能性之一是在RTL设计阶段，将数据信号在产生时的时间戳（即在发送数据信号时的clkA时钟沿）做出一致的延迟（例如，延迟1ps）。这个延迟操作虽然会在最终的编译或综合（synthesis）步骤中产生可忽略不计的变化，但从仿真的角度看，它成功打破了产生信号（datA）与采集信号（datB）在不同时间轴上的潜在混淆。

原理阐释

延迟数据的策略是通过确保在相同的时间点上生成数据（通过在主时钟域中的信号上升沿时间进行延迟）来实现同步信号的精确捕获。在数据延迟后，即使数据信号独立于时钟clkB上升，但当被捕获时，同样遵循了相同的时间戳原则。这种方法巧妙地利用了VCS对数据时序相关性和时间戳一致性的一致性判断能力，从而避免了基于相位调整的一系列复杂且容易引入不确定性的调整尝试。