專(zhuān)利名稱(chēng)：電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路結(jié)構(gòu)，用于將信號(hào)從以第一時(shí)鐘速率運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)傳輸?shù)揭缘诙r(shí)鐘速率運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)。
“有限狀態(tài)機(jī)”在本文中一般是指數(shù)字電路，根據(jù)輸入信號(hào)，條件和事件，該電路可以假設(shè)有限數(shù)目的狀態(tài)。
背景技術(shù)：
由于硅技術(shù)領(lǐng)域中半導(dǎo)體芯片小型化的發(fā)展，在一個(gè)芯片上可以集成幾個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，每一個(gè)表示一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。正確選擇能量消耗與計(jì)算容量之間的關(guān)系也變得越來(lái)越重要。因此，許多設(shè)備具有幾個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，它們以不同的時(shí)鐘速率運(yùn)行。例如，在移動(dòng)發(fā)送接收機(jī)中，數(shù)字語(yǔ)音處理器(DSP)能夠以高時(shí)鐘速率運(yùn)行，而在其它事件其間承擔(dān)鍵盤(pán)掃描的系統(tǒng)控制器能夠以較低的時(shí)鐘速率運(yùn)行。但是，這些以不同時(shí)鐘速率運(yùn)行的系統(tǒng)必須能夠互相通信，能夠傳送或交換信號(hào)。因此有必要將信號(hào)同步。
在不同時(shí)鐘速率的信號(hào)之間進(jìn)行通信的過(guò)程中，有這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即信號(hào)從較快的系統(tǒng)發(fā)送出來(lái)，沒(méi)有被較慢的系統(tǒng)識(shí)別，因?yàn)檩^慢系統(tǒng)的采樣速率太低。為彌補(bǔ)這一缺陷，在已知系統(tǒng)中通常在有限狀態(tài)機(jī)之間使用兩個(gè)同步級(jí)。但是，每一個(gè)同步級(jí)導(dǎo)致延遲和速度損耗。
能夠以不同時(shí)鐘速率運(yùn)行的系統(tǒng)是已知的。問(wèn)題在于，它不能被明確地預(yù)測(cè)兩個(gè)有限狀態(tài)機(jī)中哪一個(gè)是更快的。因此，在這些情況下，同步級(jí)必須提供給兩個(gè)方向，以便于信號(hào)傳輸能夠以握手方法執(zhí)行。這種變化必然提高了結(jié)構(gòu)成本，并且導(dǎo)致進(jìn)一步的性能的損耗。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種電路結(jié)構(gòu)，用于信號(hào)在兩個(gè)異步有限狀態(tài)機(jī)之間傳輸，以避免上述缺點(diǎn)，同時(shí)改善性能。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，在開(kāi)頭一段所提到的這種電路結(jié)構(gòu)中，根據(jù)本發(fā)明，其提供了能夠通過(guò)與兩個(gè)有限狀態(tài)機(jī)相連的一個(gè)異步存儲(chǔ)元件及一個(gè)同步存儲(chǔ)元件，將信號(hào)從發(fā)送有限狀態(tài)機(jī)傳輸?shù)浇邮沼邢逘顟B(tài)機(jī)，接收有限狀態(tài)機(jī)的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成在信號(hào)傳輸之后，將復(fù)位信號(hào)傳輸?shù)疆惒酱鎯?chǔ)元件。
根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)所表示出的優(yōu)點(diǎn)是僅需要一個(gè)同步級(jí)。通過(guò)發(fā)送有限狀態(tài)機(jī)信號(hào)被異步的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件中，并且通過(guò)同步存儲(chǔ)元件到達(dá)接收有限狀態(tài)機(jī)。這有一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，即信號(hào)能夠由接收有限狀態(tài)機(jī)立即處理，而異步存儲(chǔ)元件由接收有限狀態(tài)機(jī)發(fā)送的復(fù)位信號(hào)復(fù)位。僅需要一個(gè)同步級(jí)，而接收有限狀態(tài)機(jī)立即承擔(dān)第二同步級(jí)。省去了有關(guān)的昂貴的握手方法導(dǎo)致了速度優(yōu)勢(shì)。根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳輸可以是異步的(例如，不依賴(lài)特定的時(shí)鐘速率)。
如果在接收有限狀態(tài)機(jī)中為將被傳輸?shù)疆惒酱鎯?chǔ)元件的復(fù)位信號(hào)提供了內(nèi)部寄存器，這將獲得更大的故障安全性。這能有效地避免過(guò)早的復(fù)位。
根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)的異步存儲(chǔ)元件適合于閉鎖類(lèi)型。因此，該存儲(chǔ)元件能夠表示狀態(tài)“0”或“1”，在這兩個(gè)狀態(tài)之間發(fā)生轉(zhuǎn)換，就像觸發(fā)器中的一樣。該存儲(chǔ)元件每次由接收有限狀態(tài)機(jī)發(fā)送的復(fù)位信號(hào)復(fù)位。
根據(jù)本發(fā)明，同步存儲(chǔ)元件能夠以接收有限狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘速率運(yùn)行。這一存儲(chǔ)元件表示第一同步級(jí)。
對(duì)該發(fā)明思想進(jìn)行擴(kuò)展，根據(jù)本發(fā)明，在電路結(jié)構(gòu)中可以提供能夠以第一或第二時(shí)鐘速率運(yùn)行的異步存儲(chǔ)元件。該電路特別適合檢測(cè)同步。
此外，本發(fā)明涉及電子設(shè)備，尤其是移動(dòng)電話，個(gè)人數(shù)字助理(PDA)，GPS系統(tǒng)，或者導(dǎo)航系統(tǒng)，這些設(shè)備使用所描述的電路結(jié)構(gòu)。


本發(fā)明將參考附圖中所示的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的描述，但是，本發(fā)明不僅限于此。附圖為示意圖，其中圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)，用于在兩個(gè)具有不同時(shí)鐘速率的有限狀態(tài)機(jī)之間進(jìn)行信號(hào)傳輸；圖2給出了異步存儲(chǔ)元件的時(shí)鐘速率能夠被轉(zhuǎn)換的電路結(jié)構(gòu)；圖3給出了較快系統(tǒng)與較慢系統(tǒng)相同步的信號(hào)流；圖4給出了較慢系統(tǒng)與較快系統(tǒng)相同步的信號(hào)流。
具體實(shí)施例方式
圖1中所示的電路結(jié)構(gòu)包括以第一時(shí)鐘速率CLK1運(yùn)行第一有限狀態(tài)機(jī)(FSM)1。圖1左邊的虛線表示以第一時(shí)鐘速率CLK1運(yùn)行的電路結(jié)構(gòu)的整個(gè)部分。
信號(hào)從第一有限狀態(tài)機(jī)1傳輸?shù)疆惒酱鎯?chǔ)元件3。該信號(hào)存儲(chǔ)在異步存儲(chǔ)元件3中，并從這里發(fā)送到同步存儲(chǔ)元件4。同步存儲(chǔ)元件4以第二時(shí)鐘速率CLK2運(yùn)行，該速率可能比時(shí)鐘速率1高或者低。同步存儲(chǔ)元件4和有限狀態(tài)機(jī)2具有相同的時(shí)鐘速率(CLK2)，即，它們互相同步。圖1右邊虛線部分表示以時(shí)鐘速率CLK2運(yùn)行的電路結(jié)構(gòu)部分。
信號(hào)從同步存儲(chǔ)元件4到有限狀態(tài)機(jī)2，有限狀態(tài)機(jī)2作為第二同步級(jí)。該信號(hào)在有限狀態(tài)機(jī)2中可以立即進(jìn)行進(jìn)一步處理，因?yàn)椴槐卦儆械诙獠客郊?jí)。因此避免了由握手方法產(chǎn)生的時(shí)間損耗。同時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)2將復(fù)位信號(hào)(CLR)發(fā)送到異步存儲(chǔ)元件3中，異步存儲(chǔ)元件3因此復(fù)位。復(fù)位以后，異步存儲(chǔ)元件3對(duì)信號(hào)傳輸仍然有效。
圖1中所示的電路結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)完全同步運(yùn)行，其不取決于各個(gè)時(shí)鐘速率。
圖2表示一個(gè)實(shí)施例，其中異步存儲(chǔ)元件的時(shí)鐘速率可以轉(zhuǎn)換。與圖1相同的組件使用相同的附圖標(biāo)記。
異步存儲(chǔ)元件3由來(lái)自未在圖2中示出的有限狀態(tài)機(jī)的信號(hào)SIG驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)換。信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)到同步存儲(chǔ)元件4并且在那里實(shí)現(xiàn)同步；來(lái)自同步存儲(chǔ)元件4的輸出信號(hào)SUOT被發(fā)送到有限狀態(tài)機(jī)2。當(dāng)它的信號(hào)已經(jīng)被有限狀態(tài)機(jī)2識(shí)別出來(lái)的時(shí)候，有限狀態(tài)機(jī)2將復(fù)位信號(hào)CLK發(fā)送到異步存儲(chǔ)元件3以將其復(fù)位。有限狀態(tài)機(jī)2具有寄存器5，用于復(fù)位信號(hào)CLK的臨時(shí)存儲(chǔ)，并且既可以是一個(gè)內(nèi)部寄存器也可以是外部寄存器。寄存器5防止異步存儲(chǔ)元件3在不穩(wěn)定的狀態(tài)下過(guò)早的復(fù)位。必須選擇獨(dú)立寄存器的邏輯芯片，以便于由它們導(dǎo)致的時(shí)間延遲盡可能的小。
為了在復(fù)位之后將異步存儲(chǔ)元件3轉(zhuǎn)換到特定的狀態(tài)，信號(hào)RST通過(guò)OR門(mén)連接到復(fù)位信號(hào)CLR上。異步存儲(chǔ)元件3的輸入D連接到信號(hào)RST上，使得異步存儲(chǔ)元件3的復(fù)位狀態(tài)能夠被檢測(cè)。
為了測(cè)試電路結(jié)構(gòu)的同步，異步存儲(chǔ)元件3的時(shí)鐘速率可以通過(guò)門(mén)7利用信號(hào)TE轉(zhuǎn)換到時(shí)鐘速率CLK2。
圖3表示較快系統(tǒng)與較慢系統(tǒng)相同步的信號(hào)流。獨(dú)立的信號(hào)流表示在時(shí)間軸上。如圖3中所表示的，第一條線所表示的有限狀態(tài)機(jī)1的時(shí)鐘速率CLK1高于第二條線所表示的有限狀態(tài)機(jī)2的時(shí)鐘速率CLK2。信號(hào)傳輸始于有限狀態(tài)機(jī)1，其將第三條線所表示的信號(hào)SIG經(jīng)異步存存儲(chǔ)元件3發(fā)送到同步存儲(chǔ)元件4。同步存儲(chǔ)元件4以時(shí)鐘速率CLK2運(yùn)行，以便于第四條線所表示的同步存儲(chǔ)元件4的輸出信號(hào)SOUT與有限狀態(tài)機(jī)FSM2的時(shí)鐘速率同步。信號(hào)SOUT在CLK2的新時(shí)鐘周期開(kāi)始處表示上升沿。信號(hào)到達(dá)有限狀態(tài)機(jī)2，按照順序，在CLK2的下一個(gè)時(shí)鐘周期開(kāi)始處，發(fā)送圖3中的底線所表示的CLR信號(hào)，以將異步存儲(chǔ)元件3復(fù)位。不久以后，信號(hào)SOUT也復(fù)位。
類(lèi)似地，圖4表示較慢系統(tǒng)與較快系統(tǒng)相同步的信號(hào)流。在這一實(shí)施例中，時(shí)鐘速率CLK1比時(shí)鐘速率CLK2低。在第三條線所表示的信號(hào)SIG由有限狀態(tài)機(jī)1激活之后，信號(hào)SIG以上述記載的方式轉(zhuǎn)換，在經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間之后，產(chǎn)生第四條線所表示的信號(hào)SOUT的上升沿。類(lèi)似于前面的例子，在下一個(gè)周期，復(fù)位信號(hào)CLR(底線)被有限狀態(tài)機(jī)2激活，并且信號(hào)SOUT因此再次復(fù)位。具有較慢時(shí)鐘速率CLK1的有限狀態(tài)機(jī)1因此與較快的有限狀態(tài)機(jī)2同步。
所描述的電路結(jié)構(gòu)特別適于其中使用幾個(gè)時(shí)鐘速率的系統(tǒng)，例如移動(dòng)發(fā)送接收機(jī)，個(gè)人數(shù)字助理(PDA)，GPS系統(tǒng)，汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，以及類(lèi)似的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種電路結(jié)構(gòu)，用于將信號(hào)從以第一時(shí)鐘速率運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)傳輸?shù)揭缘诙r(shí)鐘速率運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)，其特征在于，信號(hào)能夠通過(guò)與兩個(gè)有限狀態(tài)機(jī)相連的異步存儲(chǔ)元件(3)與同步存儲(chǔ)元件(4)從發(fā)送有限狀態(tài)機(jī)(1)傳輸?shù)浇邮沼邢逘顟B(tài)機(jī)(2)，有限狀態(tài)機(jī)(2)用于在信號(hào)傳輸之后將復(fù)位信號(hào)傳輸?shù)酵酱鎯?chǔ)元件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，在接收有限狀態(tài)機(jī)(2)中為復(fù)位信號(hào)提供了內(nèi)部寄存器(5)，有限狀態(tài)機(jī)(2)將復(fù)位信號(hào)發(fā)送到異步存儲(chǔ)元件(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，異步存儲(chǔ)元件(3)為鎖存類(lèi)型。
4.根據(jù)前述任何權(quán)利要求之一所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，異步存儲(chǔ)元件(4)能夠以接收有限狀態(tài)機(jī)(2)的時(shí)鐘速率運(yùn)行。
5.根據(jù)前述任何權(quán)利要求之一所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，同步存儲(chǔ)元件(3)能夠以第一或第二時(shí)鐘速率運(yùn)行。
6.一種電子設(shè)備，尤其是移動(dòng)電話，個(gè)人數(shù)字助理(PDA)，GPS系統(tǒng)，或者導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，其中包括如權(quán)利要求1至5任何之一所述的電路結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種電路結(jié)構(gòu)，用于將信號(hào)從以第一時(shí)鐘速率運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)傳輸?shù)揭缘诙r(shí)鐘速率運(yùn)行的有限狀態(tài)機(jī)，信號(hào)能夠通過(guò)連接于兩者之間的異步存儲(chǔ)元件與同步存儲(chǔ)元件從發(fā)送有限狀態(tài)機(jī)傳輸?shù)浇邮沼邢逘顟B(tài)機(jī)，該接收有限狀態(tài)機(jī)用于在信號(hào)傳輸之后將復(fù)位信號(hào)傳輸?shù)疆惒酱鎯?chǔ)元件。
文檔編號(hào)G06F5/06GK1417970SQ0215454
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月23日
發(fā)明者H·-J·格爾克, S·加皮施, S·科赫 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司