chip-cdc-architect

Use when designing clock domain crossing architecture. Triggers on 'CDC', '跨时钟域', '时钟域', '同步策略', '多时钟', 'clock domain', '亚稳态', '双触发器'. Performs multi-clock domain partitioning, CDC signal identification and synchronization strategy design.

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最近来源活动: 2026年5月18日 08:25
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description	Use when designing clock domain crossing architecture. Triggers on 'CDC', '跨时钟域', '时钟域', '同步策略', '多时钟', 'clock domain', '亚稳态', '双触发器'. Performs multi-clock domain partitioning, CDC signal identification and synchronization strategy design.

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