Video Course Review - 05. CDC (Clock Domain Crossing)

1. Title

Clock Domain Crossing 

2. Category

"Video Processing"

 

3. Key Concepts

 Clock Domain Crossing, FIFO, Frame Buffer, Metastable

 

4. Setup

OV7670, Basys-3로 구성된 시스템의 블록 다이어그램을 다시한번 살펴보자. Frame Buffr의 가운데 부분이 붉은 선으로 나눠져 있는데, 이는 Clock Domain Crossing (CDC) 이 발생하는 경계를 의미한다.

 

OV7670 카메라 모듈과 VGA 컨트롤러 (Basys-3 내부) 는 서로 다른 클록 도메인에서 동작하기 때문에 데이터 손실이나 메타스테이블 문제 없이 안정적으로 데이터를 넘겨주기 위해 CDC 처리가 필수적이다.

 

자료구조 (Array, Linked-List), 추상적 자료형 (Stack, Queue)

 

본 과정에서는 Dual Port RAM을 이용하여 Frame Buffer를 구현하였다.

module frameBuffer (
    // write side
    input  logic        wclk,
    input  logic        we,
    input  logic [16:0] wAddr,
    input  logic [11:0] wData,
    // read side
    input  logic        rclk,
    input  logic        oe,
    input  logic [16:0] rAddr,
    output logic [11:0] rData
);
    logic [3:0] mem[0 : (320 * 240 - 1)];

    // write side 
    always_ff @(posedge wclk) begin
        if (we) begin
            mem[wAddr] <= wData;
        end
    end

    // read side
    always_ff @( posedge rclk ) begin
        if (oe) begin
            rData <= mem[rAddr];
        end
    end
endmodule