贾永兴，杨 宏，刘文慧，陈 明，滕 杰

（中国电子科技集团公司第三十研究所，四川 成都 610041）

0 引言

目前，关键电子元器件“卡脖子”问题已严重阻碍我国电子信息产业的发展，因此研发国产元器件和系统显得极为迫切。作为路由器、交换机以及网关等通信设备的核心部件，网络平台国产化的重要性显而易见。作为一种高速可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）器件应用领域极为广泛，国内厂商（如上海安路科技、深圳紫光同创）也推出了各种规格的产品。此外，FPGA 在网络平台的设计中也是不可或缺的核心器件。在网络平台FPGA 的具体设计实施过程中，因平台的功能要求多、FPGA 外围芯片多以及工作频率高等，跨时钟域同步问题作为其中的一个关键技术问题被提出。结合工程实践，本文就该问题给出合理的解决方法和测试结果。

1 网络平台硬件原理

网络平台的硬件原理如图1 所示。FPGA 是平台的核心器件，采用上海安路科技的PH1 系列芯片，负责和外围各种芯片的连接、接口适配、跨时钟域同步、数据流调度等功能；CPU 通过MII 接口和FPGA 连接，负责路由表项配置和平台的管理功能；搜索引擎芯片TCAM 通过数据/控制总线和FPGA连接，负责路由表项的快速查找，存储器SRAM 通过控制/数据总线和FPGA 连接，负责存储路由表项的匹配结果。

图1 网络平台硬件原理框图

从图1 可以看出，FPGA 和各器件之间存在多种时钟信号连接关系，同时FPGA 内部也有多种工作时钟，各时钟的频率如表1 所示。不论是FPGA外围器件的数据进入FPGA，还是FPGA 的数据输出到外围器件，因为时钟频率不同，需要在FPGA内部做时钟域同步设计。……