前段时间，在做毕设的过程中，有一个功能模块调用了乘法器IP核并用modelsim对其进行功能仿真，发现其输出结果不同步了。现在来看看究竟发生了什么？假设乘法器IP核的参数设置如下图所示：

其Verilog HDL例化代码如下所示：

`timescale 1ns / 1ps
/*******************************************************
Author       :  CrazyBird
Filename     :  mult_top.v
Data         :  2015-4-26
Description  :  multiplier 
********************************************************/
module mult_top(
    sys_clk,
    rst_n,
    dina,
    dinb,
    dout
    );
    
    input               sys_clk;
    input               rst_n;
    input   [ 7:0]      dina;
    input   [ 7:0]      dinb;
    output  [15:0]      dout;
    
    mult u_mult(
        .clk    (   sys_clk ),
        .sclr   (   ~rst_n  ),
        .a      (   dina    ),
        .b      (   dinb    ),
        .p      (   dout    )
    );

endmodule

由乘法器IP核的参数设置及例化代码可知，当有效数据送进mult_top模块时，经过3个时钟上升沿后就应该有相应的结果从该模块中输出。其modelsim的功能仿真时序图如下图所示：

从其时序图看，其输出结果好像的确经过了3个时钟上升沿后输出，没什么问题。那对其进行放大看看，如下图所示：

发现结果是在时钟上升沿后0.1s处输出的，明明进行的是功能仿真，在该设计中本不应该带有延时的。难怪我在进行大数据处理并将结果导入文本时，其结果滞后一个时钟，原来是不同步导致的。为了解决这个问题，对乘法器IP核（其他IP核一样）的输出用寄存器打一拍进行同步。修改后的Verilog HDL代码如下：

`timescale 1ns / 1ps
/*******************************************************
Author       :  CrazyBird
Filename     :  mult_top.v
Data         :  2015-4-26
Description  :  multiplier 
********************************************************/
module mult_top(
    sys_clk,
    rst_n,
    dina,
    dinb,
    dout
    );
    
    input               sys_clk;
    input               rst_n;
    input   [ 7:0]      dina;
    input   [ 7:0]      dinb;
    output  [15:0]      dout;
    
    reg     [15:0]      dout;
    wire    [15:0]      dout_w;
    
    mult u_mult(
        .clk    (   sys_clk ),
        .sclr   (   ~rst_n  ),
        .a      (   dina    ),
        .b      (   dinb    ),
        .p      (   dout_w  )
    );
    
    always @(posedge sys_clk or negedge rst_n)
    begin
        if(rst_n==1'b0)
            dout <= 16'b0;
        else
            dout <= dout_w;
    end

endmodule

这样，结果就变成了经过4个时钟上升沿后输出，其放大后时序图如下图所示：

很明显，该模块的输出已经同步了。

总结：对IP核的输出进行一级缓存可保证信号的同步化。

延伸：其实为了进行同步化设计，应该对从外部来的信号进行缓存一级（该设计没有涉及到）以及模块的结果进行寄存输出。