專利名稱：用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號轉(zhuǎn)換元件，特別是涉及一種用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為參考一時(shí)鐘信號的同步脈沖信號的同步元件(synchronizationelement)。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，使得數(shù)字電路的復(fù)雜性越來越高，例如目前普遍使用的個(gè)人電腦，為了提高執(zhí)行速度與效能，在系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)可以使用不同的時(shí)鐘頻率工作。如CPU(中央處理單元)工作的外部頻率為66MHz或100MHz，而PCI接口的工作頻率為33MHz或66MHz，或是經(jīng)由PCI(外設(shè)連接接口)接口連接的網(wǎng)絡(luò)接口是以10MHz或100MHz的頻率工作。在此種多時(shí)鐘頻率的系統(tǒng)中，常用隊(duì)列(queue)來傳送數(shù)據(jù)，以提高效率。在隊(duì)列的工作中即需要將非同步的控制信號轉(zhuǎn)換為與其工作的參考時(shí)鐘信號同步的控制信號，另外，不同工作頻率的子系統(tǒng)間也需要此種信號轉(zhuǎn)換的功能，才能正常地工作。
請參照

圖1，其中示出一種同時(shí)使用兩種頻率工作的系統(tǒng)的方框圖。
如圖1所示，主機(jī)裝置120與外圍設(shè)備110通過隊(duì)列裝置130及140來傳送數(shù)據(jù)。其中主機(jī)裝置120工作時(shí)使用時(shí)鐘信號CK1，而外圍設(shè)備110工作時(shí)使用時(shí)鐘信號CK2。外圍設(shè)備110經(jīng)信號DIN及控制信號PUSH將數(shù)據(jù)放入隊(duì)列裝置130中的隊(duì)列135，主機(jī)裝置120則經(jīng)由信號DOUT及控制信號POP將隊(duì)列135的數(shù)據(jù)讀出。另一方面，主機(jī)裝置120經(jīng)信號DIN′及控制信號PUSH′(推)將數(shù)據(jù)放入隊(duì)列裝置140中的隊(duì)列145，外圍設(shè)備110則經(jīng)由信號DOUT′及控制信號POP′將隊(duì)列145的數(shù)據(jù)讀出。
因?yàn)橹鳈C(jī)裝置120與外圍設(shè)備110工作時(shí)分別使用不同的參考時(shí)鐘(CK1及CK2)，因此在隊(duì)列裝置130及140中，必須將主機(jī)裝置120或外圍設(shè)備110送出的非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考其內(nèi)部工作的時(shí)鐘的同步脈沖信號，才能正確地工作。
要將參考不同時(shí)鐘的脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考相同時(shí)鐘的脈沖信號，傳統(tǒng)的作法可利用格雷碼(Gray code)的狀態(tài)機(jī)(state machine)來完成，其利用一次只允許一個(gè)位變化來控制信號只能向一個(gè)方向變化的原理。但是此種以格雷碼的狀態(tài)機(jī)來完成信號同步的傳統(tǒng)作法，只能解決將參考較低頻率的時(shí)鐘的脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考較高頻率的時(shí)鐘的脈沖信號的問題，也就是原始的輸入信號的脈沖寬度必須大于新的參考時(shí)鐘的周期。如果要將參考較高頻率的時(shí)鐘的脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考較低頻率的時(shí)鐘的脈沖信號，則無法以傳統(tǒng)作法來完成。
本發(fā)明的目的在于提供一種將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，它對輸入的脈沖信號寬度沒有限制，能夠?qū)⒖驾^高頻率的時(shí)鐘脈沖的脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考較低頻率的時(shí)鐘脈沖的脈沖信號。
因此本發(fā)明提供一種用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其接收一輸入信號及一時(shí)鐘信號及輸出一輸出信號，并且接收一復(fù)位信號，用以將該輸出信號復(fù)位。該同步元件包括一第一觸發(fā)器、一第二觸發(fā)器、一第三觸發(fā)器、一第四觸發(fā)器、一反相器、一NAND門(與非門)、一第一AND門(與門)、及一第二AND門。其中第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)器、及第三觸發(fā)器都具有一數(shù)據(jù)輸入端、一時(shí)鐘輸入端、一復(fù)位輸入端、及一狀態(tài)輸出端，而第四觸發(fā)器具有一數(shù)據(jù)輸入端、一時(shí)鐘輸入端、一復(fù)位輸入端、及一互補(bǔ)狀態(tài)輸出端。
其中，第一觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端耦接至該輸入信號，第一觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至一高電位。第二觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端，其時(shí)鐘輸入端耦接至?xí)r鐘信號。第二觸發(fā)器、第三觸發(fā)器、及第四觸發(fā)器的復(fù)位輸入端都耦接至復(fù)位信號。
第一AND門的兩個(gè)輸入端分別耦接至第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端及第四觸發(fā)器的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端，第一AND門的輸出端耦接至第三觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端。
第三觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端耦接至該時(shí)鐘信號，其狀態(tài)輸出端輸出該輸出信號。
第四觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端，該時(shí)鐘信號經(jīng)該反相器耦接至第四觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端。
NAND門的兩個(gè)輸入端分別耦接至第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端及第四觸發(fā)器的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端，第二AND門的兩個(gè)輸入端分別耦接至該復(fù)位信號及NAND門的輸出端，第二AND門的輸出端則耦接至第一觸發(fā)器的復(fù)位輸入端。
按照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，其中該輸入信號為一脈沖信號。另外，第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)器、第三觸發(fā)器、及第四觸發(fā)器分別可以是一個(gè)D型觸發(fā)器。
按照本發(fā)明的另一作法，提供一種用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其接收一輸入信號及一時(shí)鐘信號及輸出一輸出信號，其中該輸入信號為一脈沖信號，該同步元件包括一第一觸發(fā)器、一第二觸發(fā)器、一第三觸發(fā)器、及一第四觸發(fā)器。
其中，第一觸發(fā)器接收該輸入信號，其狀態(tài)輸出端的信號在該輸入信號的前沿改變?yōu)榱硪粻顟B(tài)(高電位)，例如，該輸入信號的前沿為輸入信號由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙?，而第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號的原始狀態(tài)為低電位，改變后的另一狀態(tài)則為高電位。
第二觸發(fā)器接收該第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號，當(dāng)該第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)后，在該時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，例如該時(shí)鐘信號的脈沖前沿為時(shí)鐘信號由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙兀瑢⒃摰诙|發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)，例如，第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號的原始狀態(tài)為低電位，改變后的另一狀態(tài)則為高電位。
第三觸發(fā)器接收該第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號，該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號為該輸出信號，當(dāng)該第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)后，在該時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，將該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)，例如，第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號的原始狀態(tài)為低電位，改變后的另一狀態(tài)則為高電位。
第四觸發(fā)器接收該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號，在該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變狀態(tài)后，在該時(shí)鐘信號的隨后的脈沖后沿，例如該時(shí)鐘信號的脈沖后沿為時(shí)鐘信號由高電位變?yōu)榈碗娢坏南陆笛?，將該第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)，例如，第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號的原始狀態(tài)為高電位，改變后的另一狀態(tài)則為低電位。
該第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號送至該第一觸發(fā)器及該第三觸發(fā)器，當(dāng)該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)后，該第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)。并且在該時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)。
在該第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)后，在該時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，將該第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)。在該第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)后，在該時(shí)鐘信號的隨后的脈沖后沿，將該第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)。
按照以上本發(fā)明所提出的用以將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，可以不必限制輸入的脈沖信號的寬度，只要輸入信號是脈沖信號，即可將其轉(zhuǎn)換為同步的脈沖信號，因此可以達(dá)到將參考較高頻率的時(shí)鐘的脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考較低頻率的時(shí)鐘的脈沖信號的功能。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，作詳細(xì)說明如下。
圖1是同時(shí)使用兩種頻率工作的系統(tǒng)的方框圖。
圖2是本發(fā)明的同步元件的電路圖。
圖3是本發(fā)明的同步元件工作的時(shí)序圖。
標(biāo)號說明110外圍設(shè)備120主機(jī)裝置130隊(duì)列裝置135隊(duì)列140隊(duì)列裝置145隊(duì)列200同步元件211、212、213、及214觸發(fā)器221及222與(AND)門223與非(NAND)門224反相器請參照圖2，其中示出按照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的一種用以將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件(synchronization element)的電路圖。
如圖2所示，同步元件200用來將輸入信號P1轉(zhuǎn)換成與時(shí)鐘信號CLK同步的輸出信號P2，其中輸入信號P1為脈沖(pulse)信號，其寬度并不限制為要比時(shí)鐘信號CLK的周期長或短。復(fù)位信號RST則可用來復(fù)位(reset)輸出信號P2，例如，當(dāng)復(fù)位信號RST為低電位時(shí)，可將輸出信號P2復(fù)位為低電位。
如圖2所示，同步元件200由四個(gè)觸發(fā)器211、212、213、與214、AND門221與222、NAND門223、及反相器224所構(gòu)成，并且在此實(shí)施例中，四個(gè)觸發(fā)器211、212、213、與214都使用D型觸發(fā)器，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可使用不同的觸發(fā)器來達(dá)到相同的功能。按照本實(shí)施例的電路圖，假設(shè)所有觸發(fā)器在時(shí)鐘輸入端CK的信號上升沿時(shí)將數(shù)據(jù)輸入端D的信號鎖存(latch)住，并且在其復(fù)位輸入端R為低電位時(shí)，其狀態(tài)輸出端Q變?yōu)榈碗娢?，而其互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN變?yōu)楦唠娢?，另外，因?yàn)槲从玫接|發(fā)器211、212、及213的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的信號，故予以省略未示出。
其中，觸發(fā)器211的數(shù)據(jù)輸入端D耦接至電源VDD，其時(shí)鐘輸入端CK則耦接至輸入信號P1，因此當(dāng)輸入信號P1由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙貢r(shí)，即輸入信號P1的前沿，將會(huì)使觸發(fā)器211的狀態(tài)輸出端Q變?yōu)楦唠娢弧?br> 觸發(fā)器212的數(shù)據(jù)輸入端D耦接至觸發(fā)器211的狀態(tài)輸出端Q，當(dāng)觸發(fā)器211的狀態(tài)輸出端Q變?yōu)楦唠娢恢?，在時(shí)鐘信號CLK的隨后的上升沿，即時(shí)鐘信號CLK的下一個(gè)周期的前沿，觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q也變?yōu)楦唠娢?。觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q及觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN分別耦接至AND門221的兩個(gè)輸入端，AND門221的輸出端則耦接至觸發(fā)器213的數(shù)據(jù)輸入端D。假設(shè)觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的原始狀態(tài)為高電位，因此當(dāng)觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q變?yōu)楦唠娢缓?，AND門221的輸出端也為高電位，在時(shí)鐘信號CLK的隨后的上升沿，觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q將變?yōu)楦唠娢?，也就是輸出信號P2變?yōu)楦唠娢弧?br> 觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q及觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN分別耦接至NAND門223的兩個(gè)輸入端，因此當(dāng)觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q及觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN同時(shí)為高電位時(shí)，NAND門223的輸出端的電位將變?yōu)榈碗娢?。而AND門222的兩個(gè)輸入端分別耦接至復(fù)位信號RST及NAND門223的輸出端，AND門222的輸出端則耦接至觸發(fā)器211的復(fù)位輸入端R。因此當(dāng)NAND門223的輸出端的電位變?yōu)榈碗娢缓螅珹ND門222的輸出端的電位也跟著變?yōu)榈碗娢?，因此將使觸發(fā)器211復(fù)位，觸發(fā)器211的狀態(tài)輸出端Q即恢復(fù)為原始狀態(tài)的低電位。
觸發(fā)器214的數(shù)據(jù)輸入端D耦接至觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q，而時(shí)鐘信號CLK則經(jīng)反相器224耦接至觸發(fā)器214的時(shí)鐘輸入端CK。因此當(dāng)觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q變?yōu)楦唠娢缓?，在時(shí)鐘信號CLK的隨后的下降沿(即時(shí)鐘信號CLK的脈沖后沿)，也就是在觸發(fā)器214的時(shí)鐘輸入端CK的電位由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙貢r(shí)，觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN將變?yōu)榈碗娢?，連帶地也使AND門221的輸出端變?yōu)榈碗娢弧?br> 觸發(fā)器211的狀態(tài)輸出端Q變?yōu)榈碗娢缓?，在時(shí)鐘信號CLK的隨后的上升沿時(shí)，觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q恢復(fù)為原始狀態(tài)的低電位，同時(shí)，因?yàn)锳ND門221的輸出端為低電位，因此觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q也恢復(fù)為原始狀態(tài)的低電位，即輸出信號P2返回到原始狀態(tài)的低電位。
最后，在輸出信號P2返回到低電位后，再經(jīng)半個(gè)周期，在時(shí)鐘信號CLK的下降沿，觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的電位恢復(fù)為原始狀態(tài)的高電位。
綜上所述，觸發(fā)器211主要是用來捕捉輸入信號P1的脈沖前沿，即在輸入信號P1的上升沿將其鎖存住，觸發(fā)器212及213則可根據(jù)觸發(fā)器211鎖存住的狀態(tài)產(chǎn)生與參考時(shí)鐘信號同步的脈沖信號P2，觸發(fā)器214用來使其他的觸發(fā)器恢復(fù)為原來的狀態(tài)，使輸出信號P2只維持一個(gè)周期即關(guān)掉，恢復(fù)為原來的狀態(tài)，AND門221與222及NAND門223則用來產(chǎn)生適合的控制信號來控制對應(yīng)的信號。
另外，以上以正確邏輯來說明電路的工作，如果需要使用在負(fù)邏輯的系統(tǒng)時(shí)，只要加入適當(dāng)?shù)倪壿嬙?，如反相器，即可?yīng)用在負(fù)邏輯的系統(tǒng)。
為了更清楚地說明其工作過程，請參照圖3，其中示出同步元件200的工作過程的各點(diǎn)信號的時(shí)序圖。
如圖3所示，為了使時(shí)序圖容易閱讀，以符號代表各點(diǎn)的信號，其中信號EVT為觸發(fā)器211的狀態(tài)輸出端Q的信號，信號MTA為觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q的信號，信號P2I為AND門221的輸出端的信號，信號P2D為觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的信號，信號R2Z為AND門222的輸出端的信號。另外，以時(shí)鐘信號CLK的周期作為說明時(shí)序變化的參考。
如圖3所示，輸入信號P1在周期T0之后，出現(xiàn)一個(gè)寬度比時(shí)鐘信號CLK的一個(gè)周期短的脈沖。在輸入信號P1由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙兀雌淝把?，觸發(fā)器211捕捉到此變化，使其狀態(tài)輸出端Q的信號EVT變?yōu)楦唠娢弧?br> 然后，在隨后的周期T1的上升沿時(shí)，觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q的信號MTA變?yōu)楦唠娢?，同時(shí)，因?yàn)橛|發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的信號P2D為高電位，因此AND門221輸出端的信號P2I也跟著變?yōu)楦唠娢弧?br> 接著，在周期T2的上升沿時(shí)，由觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q輸出的輸出信號P2變?yōu)楦唠娢弧Ｒ驗(yàn)橛|發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q(即輸出信號P2)及觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN(即信號P2D)都為高電位，因此經(jīng)NAND門223及AND門222的組合邏輯輸出的信號R2Z變?yōu)榈碗娢唬褂|發(fā)器211復(fù)位，使其狀態(tài)輸出端Q的信號EVT返回到低電位。
由于觸發(fā)器213輸出的輸出信號P2為高電位，以及時(shí)鐘信號CLK經(jīng)反相器224送至觸發(fā)器214的時(shí)鐘輸入端的作用，使得觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的信號P2D在周期T2中間的下降沿時(shí)變?yōu)榈碗娢?。同時(shí)，還使AND門221輸出的信號P2I變?yōu)榈碗娢弧?br> 最后，在周期T3的上升沿時(shí)，觸發(fā)器212輸出的信號MTA及觸發(fā)器213輸出的輸出信號P2都返回為低電位。然后，再經(jīng)半個(gè)周期，在周期T3中間的下降沿，觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的電位恢復(fù)為高電位。至此，一個(gè)信號的轉(zhuǎn)換即告完成。
以下，討論時(shí)序圖中第二個(gè)信號的轉(zhuǎn)換。
如圖3所示，輸入信號P1在周期T4的上升沿之前變?yōu)楦唠娢?，且維持一短暫時(shí)間后恢復(fù)低電位。當(dāng)輸入信號P1由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙貢r(shí)，觸發(fā)器211補(bǔ)捉到此變化，使其狀態(tài)輸出端Q的信號EVT變?yōu)楦唠娢弧?br> 然后，在周期T4的上升沿時(shí)，觸發(fā)器212的狀態(tài)輸出端Q的信號MTA變?yōu)楦唠娢?，同時(shí)，因?yàn)橛|發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的信號P2D為高電位，使AND門221輸出端的信號P2I也跟著變?yōu)楦唠娢弧?br> 接著，在周期T5的上升沿時(shí)，由觸發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q輸出的輸出信號P2變?yōu)楦唠娢?。因?yàn)橛|發(fā)器213的狀態(tài)輸出端Q(輸出信號P2)及觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN(信號P2D)都為高電位，因此經(jīng)NAND門223及AND門222之后輸出的信號R2Z變?yōu)榈碗娢?，而使觸發(fā)器211復(fù)位，使其狀態(tài)輸出端Q的信號EVT回復(fù)為低電位。
由于觸發(fā)器213輸出的輸出信號P2為高電位，且經(jīng)反相器224的作用，使得觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的信號P2D在周期T5中間的下降沿時(shí)變?yōu)榈碗娢?。同時(shí)，也使AND門221輸出的信號P2I變?yōu)榈碗娢弧?br> 最后，在周期T6的上升沿時(shí)，觸發(fā)器212輸出的信號MTA及觸發(fā)器213輸出的輸出信號P2都返回為低電位。然后，再經(jīng)半個(gè)周期，在周期T6中間的下降沿，觸發(fā)器214的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端QN的電位恢復(fù)為高電位。至此，一個(gè)脈沖信號的轉(zhuǎn)換即告完成。
依照上述的過程，不論輸入的脈沖信號P1的周期的寬窄或是否與參考時(shí)鐘信號CLK同步，同步元件200都可將輸入信號P1捕捉住，然后產(chǎn)生與時(shí)鐘信號CLK同步且周期寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的輸出信號P2。
從以上的討論，可見本發(fā)明的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件具有下列優(yōu)點(diǎn)，不必限制輸入的脈沖信號的寬度，只要輸入的是脈沖信號即可，因此可以解決將參考較高頻率的時(shí)鐘的脈沖信號轉(zhuǎn)換成參考較低頻率的時(shí)鐘的脈沖信號的問題。
雖然以上對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作了描述，然其并非用來限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以作出一些修改和變型，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由后附的權(quán)利要求書來界定。
權(quán)利要求
1．一種用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，所述同步元件接收一輸入信號與一時(shí)鐘信號以及輸出一輸出信號，并且接收一復(fù)位信號，用于將所述輸出信號復(fù)位，所述同步元件包括一第一觸發(fā)器，具有一數(shù)據(jù)輸入端、一時(shí)鐘輸入端、一復(fù)位輸入端、及一狀態(tài)輸出端，所述第一觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端耦接至所述輸入信號，所述第一觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至一高電位；一第二觸發(fā)器，具有一數(shù)據(jù)輸入端、一時(shí)鐘輸入端、一復(fù)位輸入端、及一狀態(tài)輸出端，所述第二觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至所述第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端，所述第二觸發(fā)器的所述時(shí)鐘輸入端耦接至所述時(shí)鐘信號，所述第二觸發(fā)器的復(fù)位輸入端耦接至所述復(fù)位信號；一第一與門，具有一第一輸入端、一第二輸入端、及一輸出端，所述第一與門的第一輸入端耦接至所述第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端；一第三觸發(fā)器，具有一數(shù)據(jù)輸入端、一時(shí)鐘輸入端、一復(fù)位輸入端、及一狀態(tài)輸出端，所述第三觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至所述第一與門的輸出端，所述第三觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端耦接至所述時(shí)鐘信號，所述第三觸發(fā)器的復(fù)位輸入端耦接至所述復(fù)位信號，所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端輸出所述輸出信號；一反相器，具有一輸入端及一輸出端，所述反相器的輸入端耦接至所述時(shí)鐘信號；一第四觸發(fā)器，具有一數(shù)據(jù)輸入端、一時(shí)鐘輸入端、一復(fù)位輸入端、及一互補(bǔ)狀態(tài)輸出端，所述第四觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端耦接至所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端，所述第四觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端耦接至所述反相器的輸出端，所述第四觸發(fā)器的所述復(fù)位輸入端耦接至所述復(fù)位信號，所述第四觸發(fā)器的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端耦接至所述第一與門的第二輸入端；一與非門，具有兩個(gè)輸入端及一輸出端，所述兩個(gè)輸入端分別耦接至所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端及所述第四觸發(fā)器的互補(bǔ)狀態(tài)輸出端；以及一第二與門，具有兩個(gè)輸入端及一輸出端，所述兩個(gè)輸入端分別耦接至所述復(fù)位信號及所述與非門的輸出端，所述輸出端耦接至所述第一觸發(fā)器的復(fù)位輸入端。
2．如權(quán)利要求1所述的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其中所述輸入信號為一脈沖信號。
3．如權(quán)利要求1所述的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其中所述第一觸發(fā)器為一D型觸發(fā)器。
4．如權(quán)利要求1所述的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其中所述第二觸發(fā)器為一D型觸發(fā)器。
5．如權(quán)利要求1所述的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其中所述第三觸發(fā)器為一D型觸發(fā)器。
6．如權(quán)利要求1所述的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，其中所述第四觸發(fā)器為一D型觸發(fā)器。
7．一種用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，所述同步元件接收一輸入信號與一時(shí)鐘信號以及輸出一輸出信號，其中所述輸入信號為一脈沖信號，所述同步元件包括一第一觸發(fā)器，接收所述輸入信號，其狀態(tài)輸出端的信號在所述輸入信號的前沿改變?yōu)榱硪粻顟B(tài)；一第二觸發(fā)器，接收所述第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號，當(dāng)所述第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)后，在所述時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，將所述第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)；一第三觸發(fā)器，接收所述第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號，所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號為所述輸出信號，當(dāng)所述第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)后，在所述時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，將所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)；以及一第四觸發(fā)器，接收所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號，當(dāng)所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變狀態(tài)后，在所述時(shí)鐘信號的隨后的脈沖后沿，將所述第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)，所述第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號送至所述第一觸發(fā)器及所述第三觸發(fā)器，當(dāng)所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)后，將所述第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)，并且在所述時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，將所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)，在將所述第一觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)后，在所述時(shí)鐘信號的隨后的脈沖前沿，將所述第二觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)；在將所述第三觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)后，在所述時(shí)鐘信號的隨后的脈沖后沿，將所述第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)。
8．如權(quán)利要求7所述的用于將非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為同步脈沖信號的同步元件，還接收一復(fù)位信號，當(dāng)加上所述復(fù)位信號時(shí)，所述第一觸發(fā)器、所述第二觸發(fā)器、所述第三觸發(fā)器、及所述第四觸發(fā)器的狀態(tài)輸出端的信號恢復(fù)為原來的狀態(tài)。
全文摘要
一種同步元件,用于將輸入的非同步脈沖信號轉(zhuǎn)換為參考一時(shí)鐘信號的同步脈沖信號,此同步元件包括四個(gè)觸發(fā)器、兩個(gè)AND門、一個(gè)NAND門、及一個(gè)反相器,其中第一個(gè)觸發(fā)器捕捉輸入信號的前沿,第二個(gè)及第三個(gè)觸發(fā)器則根據(jù)第一個(gè)觸發(fā)器鎖存住的狀態(tài)產(chǎn)生與參考時(shí)鐘信號同步的脈沖信號,第四個(gè)觸發(fā)器用來使其他觸發(fā)器恢復(fù)為原來的狀態(tài),AND門、NAND門、及反相器則產(chǎn)生合適的控制信號來控制對應(yīng)的信號。它對輸入的脈沖信號寬度沒有限制。
文檔編號G06F1/12GK1297173SQ9912481
公開日2001年5月30日 申請日期1999年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月18日
發(fā)明者翁志賢, 徐榮燦 申請人:威盛電子股份有限公司