송신 측에서 펄스가 올 때마다 반전하는 레벨 신호를 만들어 수신 측으로 동기화하고, 수신 측에서 1사이클 전의 값과 XOR을 취해 펄스로 되돌리는 방식. 수신 측 주기보다 짧은 펄스도 놓치지 않지만, 펄스 간격은 수신 측의 수 사이클 이상 띄워야 한다.
일본어 명칭: トグル同期
토글 동기화(Toggle Synchronizer)은(는) 타이밍 분석과 CDC 등 1개 분야의 연습 문제 3개에 나와요.
분야: 타이밍 분석과 CDC
정답: C. 동기화한 토글 신호와, 그것을 1단 더 지연시킨 신호의 XOR를 취한다
토글 동기화에서는 송신 측에서 펄스가 올 때마다 플립플롭의 값을 반전시켜, 0에서 1, 1에서 0으로의 변화로 이벤트를 나타냅니다. 레벨 신호이므로 수신 측 주기보다 짧은 펄스라도 사라지지 않습니다. 수신 측에서는 2단으로 동기화한 후 1단 더 지연시킨 값과 XOR를 취하면, 변화가 있었던 사이클에만 1이 되는 1사이클 폭의 펄스를 얻을 수 있습니다. 토글 신호를 그대로 사용하면 두 번째 이벤트에서 0으로 돌아갔을 때 놓칩니다. 클럭과의 논리 연산은 글리치의 원인이 됩니다.
정답: A. 다음 펄스까지의 간격을, 수신 측이 변화 검출을 마칠 때까지의 몇 사이클 이상 띄워야 한다
토글 동기화는 짧은 펄스라도 이벤트를 잃지 않는 방식이지만, 수신 측이 동기화의 몇 사이클 동안 변화 검출을 마치기 전에 다음 펄스가 오면 토글 신호가 0→1→0으로 돌아가 두 번의 이벤트가 모두 보이지 않게 될 수 있습니다. 예를 들어 수신 측이 100 MHz이고 검출에 3사이클이 걸린다면 펄스 간격은 30 ns 정도 이상 띄워야 합니다. 간격을 보장할 수 없을 때는 핸드셰이크로 수신 측의 응답을 기다리거나 비동기 FIFO를 사용합니다. 펄스 폭 늘리기나 주파수 비의 조건은 필요하지 않습니다.
토글 동기화에서는 송신 측에서 펄스가 올 때마다 플립플롭의 값을 반전시켜, 0에서 1, 1에서 0으로의 변화로 이벤트를 나타냅니다.
토글 동기화(송신 측에서 펄스가 올 때마다 반전하는 레벨 신호를 만들어 전달하는 방식)에서 수신 측이 원래…토글 동기화는 짧은 펄스라도 이벤트를 잃지 않는 방식이지만, 수신 측이 동기화의 몇 사이클 동안 변화 검출을 마치기 전에 다음 펄스가 오면 토글 신호가 0→1→0으로 돌아가 두 번의 이벤트가 모두 보이지 않게 될 수 있습니다.
토글 동기화로 펄스를 빠른 클럭 도메인에서 느린 클럭 도메인으로 전달할 때의 제약으로 올바른 것은?빠른 도메인에서 느린 도메인으로 펄스를 전달할 때는 펄스를 수신 측 주기보다 충분히 길게 늘리거나, 토글 동기화나 핸드셰이크를 사용합니다.
500 MHz 클럭 도메인에서 1사이클(2 ns)만 1이 되는 펄스를 100 MHz 도메인으로 2단 동기화…핸드셰이크(Handshake) 플립플롭(flip-flop) 글리치(glitch) 비동기 FIFO 동기화 회로(Synchronizer) 리커버리 체크(Recovery Check) 멀티사이클 패스(Multicycle Path) 슬랙(Slack) 크리티컬 패스(Critical Path) 클록 도메인(Clock Domain)