英語翻譯：

【計】 digital multiplexing synchronizer

分詞翻譯：

數字的英語翻譯：

digit; figure; number; numeral; numeric
【計】 DIG; digital; number; numeral; numerical sort
【醫】 figure
【經】 digit; figure; number

多路的英語翻譯：

【計】 multiplexing; multitone

同步器的英語翻譯：

【電】 synchro; synchronizer

專業解析

在電子工程領域，"數字多路同步器"（Digital Multiplexer Synchronizer）是一種結合多路選擇與時鐘域同步功能的複合電路模塊。其核心作用是從多個數字輸入信號中選通一路，并确保該信號在跨越不同時鐘域時能穩定可靠地被目标系統捕獲，避免亞穩态問題。

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一、術語解析（漢英對照）

1. 數字（Digital）

   指離散信號（0/1邏輯電平），區别于模拟信號。

2. 多路（Multiplexer）

   英文簡稱MUX，通過選擇線（Select Lines）從N路輸入中選通1路輸出。

3. 同步器（Synchronizer）

   将異步信號與目标時鐘域對齊的電路，通常由兩級或多級觸發器串聯實現。

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二、工作原理

1. 多路選擇階段

   根據控制信號（如地址線）選擇特定輸入通道（例如4選1、8選1 MUX）。

2. 跨時鐘域同步

   所選信號經過兩級觸發器鍊，消除亞穩态風險。公式表達為：

   $$ text{輸出} = D_2 quad text{當} quad D_1 xrightarrow{text{CLK}} D_2 $$ 其中 (D_1) 為第一級觸發器輸出，(D_2) 為同步後信號。

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三、應用場景

• FPGA/ASIC設計：處理異步外部接口（如傳感器、通信總線）
• 多處理器系統：協調不同時鐘域的芯片間數據交換
• 高速數據采集：對齊多通道ADC的輸出時序

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四、權威參考

1. 數字電路基礎

   《Digital Design: Principles and Practices》第5章詳細讨論MUX結構與同步器設計（John F. Wakerly著）

2. 跨時鐘域規範

   IEEE标準《Std 1800-2017》第14.4節定義同步器可靠性要求

3. FPGA實現指南

   Xilinx技術文檔《UG903: Vivado Design Suite User Guide》提供同步器優化方案

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五、設計要點

參數	要求
觸發器級數	≥2級（MTBF達标）
選擇線延遲	< 目标時鐘周期50%
亞穩态窗口	需工藝庫仿真驗證

注：實際設計需參考廠商工藝庫的亞穩态參數（MTBF計算模型見JEDEC JESD89B标準）。

網絡擴展解釋

數字多路同步器是數字電路中的一種功能模塊，主要用于在多個輸入信號通道之間實現同步選擇或整合。其核心功能是通過時序控制，确保多路信號在切換或傳輸過程中保持時間一緻性，避免數據沖突或邏輯錯誤。以下是關鍵要點解析：

1. 基本組成與原理
   數字多路同步器通常包含多路選擇器（MUX）和同步控制單元。多路選擇器負責從多路輸入中選擇特定通道的信號，而同步控制單元通過時鐘信號（如上升沿或下降沿觸發）協調切換時機，确保輸出與系統時鐘同步。例如，當使用上升沿觸發時，所有通道的切換動作會在時鐘信號從低電平跳變為高電平的瞬間完成。

2. 同步機制的作用
   同步機制通過消除信號傳輸中的時序偏差（如亞穩态問題），保證不同信號源的數據在同一時鐘周期内對齊。例如在跨時鐘域通信中，多路同步器可協調不同頻率的輸入信號，避免數據丢失或邏輯混亂。

3. 典型應用場景

   • 數據選擇與路由：在通信系統中，從多路輸入中選擇一路信號輸出（如傳感器陣列的數據采集）；
   • 信號整合：将并行數據流合并為串行輸出，同時保持時序同步；
   • 時序控制：在FPGA或微處理器中，協調多模塊間的數據交互。

4. 與機械同步器的區别
   不同于變速箱中通過摩擦實現轉速同步的機械同步器（如慣性式同步器），數字多路同步器完全依賴電子邏輯和時鐘信號控制，屬于純時序邏輯範疇。

總結來說，數字多路同步器通過時鐘驅動和邏輯控制，解決了多通道信號切換時的時序一緻性問題，是數字系統中實現高效、可靠信號處理的關鍵組件。

分類

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