專利名稱：具有緩沖器控制的數據傳輸的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路。更為具體地，本發(fā)明提供一種用于數據傳輸的 方法和系統(tǒng)。更特定地，本發(fā)明的具體實施例提供一種數據傳輸系統(tǒng)，其 還提供了時鐘同步和并行緩沖。例如，該數據傳輸系統(tǒng)提供用于有效的和 可靠的并行緩沖的控制器。本發(fā)明的具體實施例己經用于計算機系統(tǒng)的數 據總線。但是應該認識到本發(fā)明具有更廣泛的應用范圍。
背景技術：
集成電路或"ic"已從制造在硅單芯片上的少數互連器件發(fā)展到數百 萬的器件?，F在的ic提供了遠遠超過最初想象的性能和復雜度。為了實現
復雜度和電路密度(即，能封裝到給定芯片面積上的器件數目)的改善，
也稱作器件"幾何形狀"的最小的器件特征尺寸已隨著每一代的ic而變小。
現在正以小于四分之一微米寬的特征尺寸來制造半導體器件。
提高電路密度不僅改善了 ic的復雜度和性能，還對消費者提供了更 低成本的部件。ic制造設備可價值數億甚至數十億美元。每個制造設備具 有一定的晶片產量，并且每個晶片在其上會具有一定數目的ic。因此，通
過使IC的單個器件更小，可在每個晶片上制造更多的器件，由此提高了制
造設備的產量。使器件更小很有挑戰(zhàn)性，因為給定工藝、器件布局和/或系 統(tǒng)設計通常只對一定的特征尺寸有效。
集成電路具有許多應用。例如，集成電路已經用于數據傳輸應用。這 些年來，已經開發(fā)了各種數據傳輸技術。例如，同步和異步數據傳輸技術 己經被廣泛地用于各種應用。關于任意的數據傳輸應用，總存在發(fā)送信息 的實體，接收信息的實體，以及通信鏈路(例如，類似有線通信、無線通 信等)。例如，為了確保精確和有效的同步數據傳輸，在接收和發(fā)送實體之 間以時鐘信號來將數據傳輸同步化通常是重要的。已經為正確同步開發(fā)了 各種不同的傳統(tǒng)技術。
數據傳輸上的另一挑戰(zhàn)是在數據傳輸期間防止數據溢出或下溢。過 去，傳統(tǒng)技術已經應用各種緩沖方法來解決可能的溢出和/或下溢問題。不 幸地，這些用于數據傳輸的技術是不適當的。
從上面看出，需要一種改進的技術以用于具有緩沖器控制的數據傳輸。
發(fā)明內容
本發(fā)明涉及集成電路。更為具體地，本發(fā)明提供一種用于數據傳輸的 方法和系統(tǒng)。更特定地，本發(fā)明的具體實施例提供一種數據傳輸系統(tǒng)，其 還提供了時鐘同步和并行緩沖。例如，該數據傳輸系統(tǒng)提供了用于有效和 可靠的并行緩沖的控制器。本發(fā)明的具體實施例已經用于計算機系統(tǒng)的數 據總線。但是應該認識到本發(fā)明具有更廣的應用范圍。
根據一實施例，本發(fā)明提供一種用于同步數據通信的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 括用于接收數據和第一時鐘信號的第一通信接口。例如，第一時鐘信號與 發(fā)送源相關。該系統(tǒng)也包括用于發(fā)送數據的第二通信接口。該系統(tǒng)還包括 用于將單個數據流分成多個數據流的處理部件。該系統(tǒng)還包括配置成提供 第二時鐘信號的時鐘。同樣，該系統(tǒng)包括用于提供用于數據流的臨時存儲 的多個緩沖器部件。例如，每個緩沖器部件特征在于預定的緩沖器大小。 多個緩沖器部件包括第一緩沖器部件和第二緩沖器部件。第一緩沖器部件 被配置成接收第一時鐘信號和第二數據信號。第一緩沖器部件包括寫指針 和讀指針。例如，寫指針適于與第一時鐘信號同步，且讀指針適于與第二 時鐘信號同步。另外，該系統(tǒng)包括控制器部件，控制器部件被配置成為每
個緩沖器部件確定偏移值。例如，該偏移值與多個緩沖器的指針(indicator) 的相對位置相關。如果第一時鐘信號和第二時鐘信號之間的差大于時鐘閾 值，第一緩沖器部件插入或去除一個或多個偏移指針。第一緩沖器部件基
于由控制器部件所確定的偏移值更新讀指針。如果存儲在第一緩沖器中的 數據量大于第一緩沖器閾值，則第一緩沖器部件增加讀指針。如果存儲在 第一緩沖器中的數據量小于第二緩沖器閎值，則第一緩沖器部件減少讀指 針。
根據另一實施例，本發(fā)明提供了一種用于同步數據通信的方法。該方 法包括用于提供多個緩沖器的步驟。例如，多個緩沖器中的每個的特征在 于緩沖器大小。多個緩沖器包括第一緩沖器和第二緩沖器。第一緩沖器包 括預定數量的緩沖器單元。該方法還包括用于從發(fā)送源接收數據和第一時 鐘信號的步驟。該方法還包括用于提供第二時鐘信號的步驟。該方法還包
括用于將所接收的數據至少分發(fā)(distribute)到第一緩沖器和第二緩沖 器的步驟。另外，該方法包括用于為第一緩沖器提供讀指針的步驟。另外， 該方法包括用于對第一緩沖器提供寫指針的步驟。同樣，該方法包括至少 基于第二緩沖器的相對緩沖器電平為第一緩沖器確定相對偏移值的步驟。 另外，該方法包括用于根據第一時鐘信號來更新寫指針的步驟。另外，該 方法包括用于根據第二時鐘信號、第一時鐘信號與第二時鐘信號之間的差 以及相對偏移值來更新讀指針的步驟。如果第一時鐘信號和第二時鐘信號 之間的差小于時鐘閾值且相對偏移值是零，則寫指針基于第一時鐘信號且 讀指針基于第二時鐘信號來增加一緩沖器單元。讀指針修改了若干緩沖器 單元。例如，該緩沖器單元的數量與相對偏移值相關。如果存儲在第一緩 沖器中的數據量大于第一緩沖器閾值，則讀指針增加一個或多個緩沖器單 元。如果存儲在第一緩沖器中的數據量小于第二緩沖器閾值，則讀指針減 少一個或多個緩沖器單元。
根據又一實施例，本發(fā)明提供了一種用于同步數據通信的方法。該方 法包括用于提供多個緩沖器的步驟。例如，多個緩沖器中的每個的特征在 于緩沖器大小。多個緩沖器包括第一緩沖器和第二緩沖器。第一緩沖器包 括預定數量的緩沖器單元。該方法還包括用于從發(fā)送源接收數據和第一時 鐘信號的步驟。另外，該方法包括用于將所接收的數據分發(fā)到多個緩沖器中的每個的步驟。該方法還包括用于提供第二時鐘信號的步驟。該方法還 包括用于為第一緩沖器提供讀指針的步驟。同樣，該方法還包括用于為第 一緩沖器提供寫指針的步驟。另外，該方法包括至少基于第二緩沖器的相 對緩沖器電平為第一緩沖器確定相對偏移值的步驟。該方法也包括用于根 據第一時鐘信號來更新寫指針的步驟。該方法還包括根據第二時鐘信號、 第一時鐘信號與第二時鐘信號之間的差以及相對偏移值來更新讀指針的步 驟。讀指針修改了若干緩沖器單元。例如，該緩沖器單元的數量與相對偏 移值相關。如果存儲在第一緩沖器中的數據量大于第一緩沖器閾值，則讀 指針減少一個或多個緩沖器單元。如果存儲在第一緩沖器中的數據量小于 第二緩沖器閾值，則讀指針增加一個或多個緩沖器單元。
本發(fā)明提供了超過傳統(tǒng)技術的各種優(yōu)點。根據具體實施例，本發(fā)明提
供了一種用于在多路徑通信系統(tǒng)中在緩沖器之間對準(align)數據的方法。 例如，通過對準存儲在緩沖器中的數據可以減小緩沖器之間的時滯(skew)。 根據特定的實施例，將本地的和接收的時鐘信號同步以避免下溢和/或溢出 問題。除其它方面之外，本發(fā)明的各實施例還提供了用于多路徑通信系統(tǒng) 的有效和可靠的技術。應該理解還有其它好處。
依賴實施例，可以實現這些好處中的一個或多個?？梢詤⒄找韵碌脑?細描述和附圖，完全理解本發(fā)明的這些好處和各個附加的目的、特征和優(yōu) 點。
圖1是說明根據本發(fā)明一實施例的用于數據傳輸的控制器的簡化圖。 圖2是說明根據本發(fā)明一實施例的多路徑時滯控制器的操作的簡化圖。
圖3是說明根據本發(fā)明一實施例的在多路徑緩沖器系統(tǒng)中解決時鐘同 步問題的簡化圖。
圖4是說明根據本發(fā)明一實施例的多路徑時滯計數器控制器的操作的
簡化的時序圖。
圖5是說明根據本發(fā)明一實施例的緩沖器的操作的簡化圖。
圖6是說明根據本發(fā)明一實施例的在數據傳輸中使用的緩沖器系統(tǒng)的
操作的簡化圖。
圖7是說明根據本發(fā)明一實施例的在數據傳輸中使用的緩沖器系統(tǒng)的 操作的簡化圖。
圖8是說明根據本發(fā)明一實施例的在數據傳輸中使用的緩沖器系統(tǒng)的 操作的簡化圖。
圖9是說明根據本發(fā)明一實施例的用于寫指針的控制器的操作的簡化圖。
圖10是說明根據本發(fā)明一實施例的距離計算器的操作的簡化圖。 圖11是說明根據本發(fā)明一實施例的用于讀指針的控制器的操作的簡 化圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及集成電路。更為具體地，本發(fā)明提供一種用于數據傳輸的 方法和系統(tǒng)。更特定地，本發(fā)明的具體實施例提供一種數據傳輸系統(tǒng)，其 還提供時鐘同步和并行緩沖。例如，該數據傳輸系統(tǒng)提供用于有效和可靠 并行緩沖的控制器。本發(fā)明的具體實施例已經用于計算機系統(tǒng)的數據總線。 但是應該認識到本發(fā)明具有更廣的應用范圍。
如所討論的，過去已經針對不同類型的應用使用了各種通信技術。一 種廣泛采用的技術是將單個數據流分成分離的數據流和過程數據流。每個 數據流被存儲在分離的緩沖器。通過與數據同步的數據傳輸方法結合使用， 此技術可以用在很多應用(例如PCI快速總線等)中。不幸的是，此技術
經常是不夠的。除其它之外，在外部和內部時鐘之間的同步經常導致數據 傳輸中的錯誤。另外，緩沖器之間的時滯經常導致效率低的和不可靠的數 據傳輸。還有一些其它的不足之處。因此，應該理解本發(fā)明提供了用于數
據通信的改進的系統(tǒng)和方法。
圖1是說明根據本發(fā)明一實施例的用于在數據通信中使用的通信鏈路 的緩沖器系統(tǒng)的簡化框圖。此圖僅是一實例，其不應該不適當地限制權利 要求的范圍。本領域普通技術人員將認識到很多變化、替換和修改。
如圖1中所示，緩沖器系統(tǒng)100包括四個傳輸路徑。根據一實例，從
發(fā)送源發(fā)送的數據通過處理單元被分成數據流。應該理解本發(fā)明可以以不
同數量的傳輸路徑來實施。緩沖器系統(tǒng)100包括本地公共時鐘120、多路 徑時滯計數器器控制器101、以及四個先進先出(FIF0)數據路徑108(a-d) 的集和用于四個FIFO中每個的FIFO控制器。取決于應用，本發(fā)明的其它 實施例可以結合其它類型的數據路徑(例如堆棧等)來實施。每個FIFO 控制器包括恢復的時鐘118 (a-d)、寫指針117 (a-d)、用于寫指針106 的控制電路(a-d)、讀指針116 (a-d)、用于讀指針的控制電路105 (a-d)、 同步模式檢測器102 (a-d)、用于同步模式檢測器的兩級鎖存器109 (a-d)、 路徑時滯計數器103 (a-d)、以及寫和讀指針107之間的距離的計算器
(a-d)。例如，同步模式可以是由通信系統(tǒng)用來調整數據流的字符串。對 于每個路徑，數據基于每個路徑的恢復時鐘118 (a-d)在路徑lll (a-d) 被接收到FIF0108(a-d)中，基于寫指針117(a-d)指向的位置寫到FIF0108
(a-d)中的位置?；谧x指針116 (a-d)的位置從FIF0108 (a-d)讀取 所接收的數據。
在寫周期期間，將寫過程被同步到恢復時鐘118。在讀周期期間，讀 過程被同步到本地時鐘120。
用于寫指針的控制電路106針對每個寫過程更新其值。例如，寫指針 借助于計數器器來實現，并且當FIFO在正常工作狀態(tài)下工作時在每個時鐘 周期增加。另外，寫指針控制電路106用于產生下一寫指針117。
連接到四個時鐘接口的公共本地時鐘120是為系統(tǒng)100的全部部件而 提供的。時鐘接口 120a耦合到傳輸路徑0，時鐘接口 120b耦合到傳輸路 徑l，時鐘接口 120c耦合到傳輸路徑2，以及時鐘接口 120d耦合到傳輸路徑3。每個傳輸路徑也分別連接到恢復時鐘118。例如，時鐘118a、 118b、 118c、 118d中的每個是相互獨立的。
如可看到的，時鐘118和時鐘120不是相同的時鐘。結果，在兩個不 同的時域之間需要時鐘容差補償。根據具體實施例，本發(fā)明提供時鐘容差 補償。
在接收路徑lll (a-d)接收數據。通常，傳輸路徑上的數據流的不同 長度導致FIFO之間的時滯(即失準)。對于每個傳輸路徑，時滯的數據首 先進入同步檢測器102 (a-d)，其是FIFO控制器的一部分。同歩檢測器102 被同步成單個的恢復時鐘。例如，指示"檢測到同步模式"的信號通過兩 級鎖存器109。例如，同步檢測器102也可以產生指示"與本地時鐘同步 的112"的信號，且然后將信號提供到時滯計數器103。
多路徑時滯計數器控制器101與每個傳輸路徑的存儲鏈路上時滯的量 (例如時鐘周期的數量)的時滯計數器103 (a-d) —起工作，并且將全部 結果113提供到半-位置計算器104。例如，半-位置計算器104通過考慮 多路徑時滯問題而為每個路徑的FIFO確定半-滿狀態(tài)，并且將半-滿狀態(tài)信 息114提供到讀指針控制器105。
根據一實施例，用于每個路徑的距離計算器107確定鏈路的時鐘率不 匹配的量115。寫指針控制器106將寫指針117的位置提供到F工F0108和 半-距離計算器107?；谟砂?位置計算器104供給的半-滿狀態(tài)信息114 以及鏈路的時鐘率不匹配的量115，用于讀指針的控制電路105確定讀指 針116的下一位置。
當時滯計數器123檢測到同步模式、且鏈路的時鐘率不匹配115大于 半-滿狀態(tài)指示114 (其表示FIF0 108偏離半-滿狀態(tài)并且可能溢出)時， 讀指針116將跳到預定位置以減小兩個指針116和117之間的距離。結果， 減少了溢出問題和/或其可能性。例如，讀指針控制器105省略同步模式的 一個周期。
當時滯計數器123檢測到同步模式、且鏈路的時鐘率不匹配115小于
半-滿狀態(tài)指示114 (其表示FIF0 108偏離半-滿狀態(tài)并且可能下溢)時， 讀指針控制器105將讀指針116的位置保持一個周期，以增加兩個指針116 和117之間的距離。結果，減輕了下溢問題和/或其可能性。根據一實施例， 讀指針控制器105插入同步模式的一個周期。當檢測到同步模式123，并 且鏈路的時鐘率不匹配115等于半-滿狀態(tài)指示114 (即FIFO 108處于半-滿狀態(tài))時，通過增加一個單元的指針位置，讀指針116移動到下一位置。 例如，讀指針控制器105不修改同步模式。
應該理解圖1和其描述僅提供一實例，其不應不適當地限制權利要求 的范圍。
圖2是說明根據本發(fā)明一實施例的多路徑時滯控制器的操作的簡化 圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。本領域技術 人員將認識到很多變化、替換和修改。
如圖2中所示，在INIT狀態(tài)，多路徑時滯計數器控制器(例如圖1 中的多路徑時滯計數器控制器101)將全部路徑的時滯計數器103重置到0。 當已經在四個路徑中的任何一個上檢測到同步模式時，多路徑時滯計數器 控制器進入SKEW HANDLING狀態(tài)。在SKEW HANDLING狀態(tài)，如果路徑的同 步檢測器102檢測到同步模式，則其時滯計數器103通過將同步模式位置 與其它路徑的同步模式位置進行比較而開始對該路徑的時滯進行計數(即 失準的數據周期/幀的數量)。另一方面，如果已經在全部路徑上檢測到同 步模式，多路徑時滯計數器控制器進入NORMAL WORKING狀態(tài)。例如多路 徑時滯計數器控制器存儲全部時滯計數器結果，并且將全部結果提供到半-狀態(tài)指針計算器。如果在預定的閾值內在全部路徑上沒有檢測到同步模式， 則時滯超出了傳輸路徑的容差。例如，當時滯在鏈路的容差水平之上時， 該鏈路是不可靠的。
在NORMAL WORKING狀態(tài)，多路徑時滯計數器控制器監(jiān)視傳輸線之間 的時滯。同步檢測器102監(jiān)視出現在每個路徑上同步模式。多路徑時滯計 數器控制器通過確定每個路徑上同步模式的相對位置而監(jiān)視時滯。例如，
在SKEW HANDLING狀態(tài)之后，不同緩沖器之間的時滯返回到NORMAL WORKING狀態(tài)。通常，嚴重的鏈路問題導致時滯和數據丟失，并且SKEW HANDLING狀態(tài)是需要的。例如，當確定了各種鏈路問題(例如嚴重的時滯 問題、同步問題等)時，多路徑時滯計數器控制器101返回到SKEW HANDLING 狀態(tài)。
圖3是說明根據本發(fā)明一實施例的在多路徑緩沖器系統(tǒng)中解決時鐘同 步問題的簡化圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。 本領域技術人員將認識到很多變化、替換和修改。
如圖3a中所示，當進入的數據包最初從發(fā)送源生成時，它是完美對 準的。例如，全部數據包是由處于發(fā)送源的同一時鐘生成的。但是，由于 各種因素(例如傳輸速率、時鐘同步問題等)，數據包變成時滯的，如圖 3b中所示。根據特定實施例，數據包在每個通信路徑通過同步檢測器而在 每個緩沖器處被對準。例如圖3c說明數據包在同步到本地時鐘后被對準。
圖4是說明根據本發(fā)明一實施例的多路徑時滯計數器控制器的操作的 簡化的時序圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。 本領域技術人員將認識到很多變化、替換和修改。如圖4a中所示，首先在 路徑0上檢測同步模式，并且多路徑時滯計數器進入SKEW HANDLING狀態(tài)。 在SKEW HANDLING狀態(tài)，用于路徑0的時滯計數器103a開始為該路徑相 對于其它路徑的時滯進行計數。例如，時滯計數器103a在l"開始計數； 而其它路徑的時滯計數器103b、 103c、和103d保持在"0"處。如圖4b 中所示，在下一本地公共時鐘周期，路徑1的同步檢測器102b檢測同步模 式，其時滯計數器103b開始為路徑1相對于其它路徑的時滯進行計數。在 已經為每個路徑確定了同步模式之后，如圖4c中所示，多路徑時滯計數器 控制器恢復NORMAL WORKING狀態(tài)并且將時滯計數器結果存儲在每個時滯 計數器處。例如，在路徑0時滯計數器103a結果是"4"、在103b結果是 "3"、在103c結果是"2"、在103d結果是"1"。
圖5是說明根據本發(fā)明一實施例的緩沖器的操作的簡化圖。此圖僅是
一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。本領域技術人員將認識到 很多變化、替換和修改。
如圖5中所示，由于恢復時鐘和本地時鐘之間的不匹配，數據傳輸變 得失準。例如，恢復時鐘域和本地時鐘域具有導致失準的略微不同的頻率。 根據一實施例，通過插入和/或去除同步字符或模式而補償失準。例如，當 失準大于閾值時，插入同步字符。
如圖5a中所示，在緩沖器的正常狀態(tài)中，緩沖器半滿是足夠的。當 本地時鐘比恢復時鐘快時(讀比寫快)，發(fā)生緩沖器下溢，如圖5b中所示。 根據特定實施例，通過插入一個或多個同步字符和/或模式來補償緩沖器下 溢。另一方面，當本地時鐘比恢復時鐘慢(讀比寫慢)時，發(fā)生緩沖器溢 出，如圖5c中所示。根據特定實施例，通過去除一個或多個同步字符和/
或模式來補償緩沖器溢出。
圖6是說明根據本發(fā)明一實施例的在數據傳輸中使用的緩沖器系統(tǒng)的 操作的簡化圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。 本領域技術人員將認識到很多變化、替換和修改。如圖6中所示，時滯計 數器和半-位置指針用于確定讀和寫指針的位置。例如，在作出適當調整之 后，讀指針和寫指針之間的距離等于半-滿指針。僅作為實例，FIFO在正 常工作狀態(tài)下工作。讀指針在每個本地時鐘周期移動到下一位置而沒有跳 躍和保持。
圖7是說明根據本發(fā)明一實施例的在數據傳輸中使用的緩沖器系統(tǒng)的 操作的簡化圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。 本領域技術人員將認識到很多變化、替換和修改。例如，圖7說明了根據 本發(fā)明一實施例的解決緩沖器下溢問題的緩沖系統(tǒng)。如所示，本地時鐘比 恢復時鐘快。結果，讀周期比寫周期快。例如，對于每個路徑，從FIFO 抽出的符號數量比存放到FIFO中的符號數量多三個。根據一實施例，緩沖 器系統(tǒng)通過將三個附加的同步符號插入到每個路徑上接收的同步模式中而 解決此問題。例如，當路徑l的讀指針指向同步模式時，路徑l的距離計
算器確定讀指針和寫指針之間的距離。緩沖器系統(tǒng)使讀指針保持三個周期 以補償本地和恢復時鐘之間的失準，并且讀出同步模式的三個多出的同步 符號。
圖8是說明根據本發(fā)明一實施例的在數據傳輸中使用的緩沖器系統(tǒng)的 操作的簡化圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。
本領域技術人員將認識到很多變化、替換和修改。例如，圖8說明了根據
本發(fā)明一實施例的解決緩沖器溢出問題的緩沖系統(tǒng)。如所示，本地時鐘比 恢復時鐘慢。結果，讀周期比寫周期慢。根據特定實施例，通過從每個路
徑上接收的同步模式去除三個同步符號而補償該失準。例如，當路徑2的 讀指針指向同步模式時，路徑2的距離計算器示出讀指針和寫指針之間的 距離。緩沖器系統(tǒng)使讀取點跳過三個位置以補償恢復和本地時鐘之間的失 準。
圖9是說明根據本發(fā)明一實施例的用于寫指針的控制器的操作的簡化 圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。本領域技術 人員將認識到很多變化、替換和修改。例如，該控制器是圖1中所示的寫 指針控制器106a?，F在再參見圖9，用于寫指針的控制器從INIT狀態(tài)開始， 在IN工T狀態(tài)中在預定位置處初始化寫指針。例如，在緩沖器的中點初始化 寫指針。在NORMAL WORKING狀態(tài)，為每個時鐘周期增加寫指針。
圖10是說明根據本發(fā)明一實施例的距離計算器的操作的簡化圖。此 圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。本領域技術人員將 認識到很多變化、替換和修改。例如，距離計算器是圖l中的距離計算器 107a。現在再參見圖10，距離計算器確定將由讀指針控制器使用的讀和寫 指針之間的距離。根據一實施例，寫指針根據恢復時鐘而更新。寫指針通 過二進制到格雷碼的轉換器且然后轉換成格雷碼。例如，格雷碼僅具有從 一個計數改變到下一個的一位，并且因而限制了由于簡單的一個計數不確 定性所導致的潛在錯誤。然后該格雷碼通過兩個鎖存器同步器以產生完全 與本地公共時鐘同步的信號。這時，可以基于本地公共時鐘域執(zhí)行寫指針 和讀指針之間的距離計算。
圖11是說明根據本發(fā)明一實施例的用于讀指針的控制器的操作的簡 化圖。此圖僅是一實例，其不應不適當地限制權利要求的范圍。本領域技 術人員將認識到很多變化、替換和修改。例如，該控制器是圖1中所示的
讀指針控制器105a?，F在再參見圖ll，用于讀指針的控制器在INIT狀態(tài) 開始，在INIT狀態(tài)中讀指針指向緩沖器的預定位置。在NORMAL WORKING狀 態(tài)，讀指針基于來自距離計算器的結果而得以更新。例如，如果來自距離 計算器的結果是大于閎值，讀指針指向闞值。另一方面，如果來自距離計 算器的結果是小于閾值，貝隨指針保持其位置以補償時鐘不匹配。最后， 如果來自距離計算器的結果等于閾值(即讀和寫周期被同步)，則讀指針簡 單地在每個時鐘周期減小其值。
根據一實施例，本發(fā)明提供一種用于同步數據通信的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 括用于接收數據和第一時鐘信號的第一通信接口。例如，第一時鐘信號與 發(fā)送源相關。該系統(tǒng)還包括用于發(fā)送數據的第二通信接口。該系統(tǒng)還包括 用于將單個數據流分成多個數據流的處理部件。該系統(tǒng)還包括為提供第二 時鐘信號而配置的時鐘。另外，該系統(tǒng)包括多個緩沖器部件，用于提供用 于數據流的臨時存儲。例如，每個緩沖器部件特征在于預定的緩沖器大小。 多個緩沖部件包括第一緩沖器部件和第二緩沖器部件。第一緩沖器部件被 配置成接收第一時鐘信號和第二數據信號。第一緩沖器部件包括寫指針和 讀指針。例如，寫指針適于與第一時鐘信號同步，并且讀指針適于與第二 時鐘信號同步。另外，該系統(tǒng)包括控制器部件，其被配置成為每個緩沖器 部件確定偏移值。例如，該偏移值與多個緩沖器的指針的相對位置有關。 如果第一時鐘信號和第二時鐘信號之間的差大于時鐘閾值，則第一緩沖器 部件插入或去除一個或多個偏移指針。第一緩沖器部件基于由控制器部件 所確定的偏移值來更新讀指針。如果存儲在第一緩沖器中的數據量大于第 一緩沖器閾值，則第一緩沖器部件增加讀指針。如果存儲在第一緩沖器中 的數據量小于第二緩沖器閾值，則第一緩沖器部件減小讀指針。例如，根 據圖l說明該實施例。
根據另一實施例，本發(fā)明提供了一種用于同步數據通信的方法。該方 法包括用于提供多個緩沖器的步驟。例如，多個緩沖器中的每個的特征在 于緩沖器大小。多個緩沖器包括第一緩沖器和第二緩沖器。第一緩沖器包 括預定數量的緩沖器單元。該方法還包括用于從發(fā)送源接收數據和第一時 鐘信號的步驟。該方法還包括用于提供第二時鐘信號的步驟。該方法還包 括用于將所接收的數據至少分發(fā)到第一緩沖器和第二緩沖器的步驟。另外， 該方法包括用于為第一緩沖器提供讀指針的步驟。另外，該方法包括用于 對第一緩沖器提供寫指針的步驟。同樣，該方法包括至少基于第二緩沖器 的相對緩沖器電平為第一緩沖器確定相對偏移值的步驟。另外，該方法包 括用于根據第一時鐘信號更新寫指針的步驟。另外，該方法包括根據第二 時鐘信號、第一時鐘信號與第二時鐘信號之間的差以及相對偏移值來更新 讀指針的步驟。如果第一時鐘信號和第二時鐘信號之間的差小于時鐘閾值 并且相對偏移值是零，則寫指針基于第一時鐘信號且讀指針基于第二時鐘 信號而增加一緩沖器單元。讀指針修改若干緩沖器單元，緩沖器單元的數 量與相對偏移值相關。如果存儲在第一緩沖器中的數據量大于第一緩沖器 閾值，則讀指針增加一個或多個緩沖器單元。如果存儲在第一緩沖器中的 數據量小于第二緩沖器閾值，則讀指針減小一個或多個緩沖器單元。例如，
根據圖6-8說明該實施例。
根據再一實施例，本發(fā)明提供了一種用于同步數據通信的方法。該方 法包括用于提供多個緩沖器的步驟。例如，多個緩沖器中的每個的特征在 于緩沖器大小。多個緩沖器包括第一緩沖器和第二緩沖器。第一緩沖器包 括預定數量的緩沖器單元。該方法還包括用于從發(fā)送源接收數據和第一時 鐘信號的步驟。另外，該方法包括用于將所接收的數據分發(fā)到多個緩沖器 中的每個的步驟。該方法也包括用于提供第二時鐘信號的步驟。該方法還 包括用于為第一緩沖器提供讀指針的步驟。同樣，該方法還包括用于為第 一緩沖器提供寫指針的步驟。另外，該方法包括至少基于第二緩沖器的相
對緩沖器電平為第一緩沖器確定相對偏移值的步驟。該方法也包括用于根 據第一時鐘信號更新寫指針的步驟。該方法還包括用于根據第二時鐘信號、 第一時鐘信號與第二時鐘信號之間的差以及相對偏移值來更新讀指針的步 驟。讀指針修改了若干緩沖器單元，緩沖器單元的數量與相對偏移值相關。 如果存儲在第一緩沖器中的數據量大于第一緩沖器閾值，則讀指針減小了 一個或多個緩沖器單元。如果存儲在第一緩沖器中的數據量小于第二緩沖
器閾值，則讀指針增加一個或多個緩沖器單元。例如，根據圖6-8說明該 實施例。
本發(fā)明提供了超過傳統(tǒng)技術的各種優(yōu)點。根據具體實施例，本發(fā)明提 供了一種用于在多路徑通信系統(tǒng)中在緩沖器之間對準數據的方法。例如， 通過對準存儲在緩沖器中的數據可以減小緩沖器之間的時滯。根據特定的 實施例，本地的和接收的時鐘信號被同步以避免下溢和/或溢出問題。除其 它方面之外，本發(fā)明的各實施例提供了用于多路徑通信系統(tǒng)的高效的和可 靠的技術。應該理解還有其它好處。
還應該理解，在此描述的例子和實施例僅用于說明，因此，各種顯而 易見的修改或變化將給予本技術領域內技術人員啟示，且這些修改或變化 應包括在本申請的精神和范圍內并包括在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于同步數據通信的系統(tǒng)，包括第一通信接口，用于接收數據和第一時鐘信號，所述第一時鐘信號與發(fā)送源相關；用于發(fā)送數據的第二通信接口；處理部件，用于將單個數據流分成多個數據流；為提供第二時鐘信號而配置的時鐘；多個緩沖器部件，用于提供用于數據流的數據路徑，所述緩沖器部件中的每個特征在于預定的緩沖器大小，所述多個緩沖器部件包括第一緩沖器部件和第二緩沖器部件，所述第一緩沖器部件被配置成接收第一時鐘信號和第二數據信號，所述第一緩沖器部件還包括寫指針和讀指針，所述寫指針適于與所述第一時鐘信號同步，所述讀指針適于與所述第二時鐘信號同步；以及為對所述緩沖器部件中的每個確定偏移值而配置的控制器部件，所述偏移值與所述多個緩沖器的指針的相對位置相關；其中如果所述第一時鐘信號和第二時鐘信號之間的差大于時鐘閾值，則所述第一緩沖器部件插入或去除一個或多個偏移指針；所述第一緩沖器部件基于由所述控制器部件確定的偏移值更新所述讀指針；如果存儲在所述第一緩沖器中的數據量大于第一緩沖器閾值，則所述第一緩沖器部件增加所述讀指針；如果存儲在所述第一緩沖器中的數據量小于第二緩沖器閾值，則所述第一緩沖器部件減少所述讀指針。
2. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述多個緩沖器部件中的每個包括計數 器，所述計數器被配置成存儲所述偏移值。
3. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述多個緩沖器部件中的每個包括計算器，所述計算器被配置成確定所述第一緩沖器閾值。
4. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中如果所述第一時鐘信號比第二時鐘信號 慢所述時鐘閾值，則所述第一緩沖器部件插入一個或多個偏移指針。
5. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述時鐘是所述系統(tǒng)的本地時鐘。
6. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述多個緩沖器部件具有相同的緩沖器 大小。
7. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述第一緩沖器閾值和所述第二緩沖器 閾值相同。
8. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述第一緩沖器閾值和所述第二緩沖器 閾值是不同的。
9. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述第二緩沖器閾值與所述第一時鐘信 號以及所述第二時鐘信號相關。
10. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述第一緩沖器閾值與所述第一時鐘信 號以及所述第二時鐘信號相關。
11. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中當所述第一時鐘信號比第二時鐘信號慢 所述時鐘閾值時發(fā)生下溢。
12. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中如果所述第一時鐘信號比第二時鐘信號 快所述時鐘閾值，則所述第一緩沖器部件去除一個或多個偏移指針。
13. 如權利要求1的系統(tǒng)，其中當所述第一時鐘信號比第二時鐘信號快 所述時鐘閾值時發(fā)生溢出。
14. 一種用于同步數據通信的方法，包括提供多個緩沖器，所述多個緩沖器中的每個的特征在于緩沖器大小， 所述多個緩沖器包括第一緩沖器和第二緩沖器，所述第一緩沖器包括預定 數量的緩沖器單元；從發(fā)送源接收數據和第一時鐘信號；提供第二時鐘信號；將所接收的數據至少分發(fā)到所述第一緩沖器和所述第二緩沖器；為所述第一緩沖器提供讀指針； 為所述第一緩沖器提供寫指針；至少基于所述第二緩沖器的相對緩沖器電平為所述第一緩沖器確定相 對偏移值；根據所述第一時鐘信號更新所述寫指針；以及根據所述第二時鐘信號、所述第一時鐘信號與所述第二時鐘信號之間 的差以及所述相對偏移值來更新所述讀指針，其中如果所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號之間的差小于時鐘閾值并 且所述相對偏移值是零，則所述寫指針基于所述第一時鐘信號且讀指針基 于所述第二時鐘信號而增加一緩沖器單元；所述讀指針被修改若干緩沖器單元，所述緩沖器單元的數量與所述相 對偏移值相關；如果存儲在所述第一緩沖器中的數據量大于第一緩沖器閾值，則所述 讀指針增加一個或多個緩沖器單元；如果存儲在所述第一緩沖器中的數據量小于第二緩沖器閾值，則所述 讀指針減小一個或多個緩沖器單元。
15. 如權利要求14的方法，其中所述第二時鐘信號是由本地時鐘提供。
16. 如權利要求14的方法，其中所述第一緩沖器閾值和第二緩沖器閾 值相同。
17. 如權利要求14的方法，其中所述第一緩沖器閾值與所述第一時鐘 信號和第二時鐘信號之間的差相關。
18. 如權利要求14的方法，其中所述第二緩沖器閾值與所述第一時鐘 信號和第二時鐘信號之間的差相關。
19. 一種用于同步數據通信的方法，包括提供多個緩沖器，所述多個緩沖器中的每個的特征在于緩沖器大小， 所述多個緩沖器包括第一緩沖器和第二緩沖器，所述第一緩沖器包括預定 數量的緩沖器單元；從發(fā)送源接收數據和第一時鐘信號；將所接收的數據分發(fā)到所述多個緩沖器中的每個；提供第二時鐘信號；為所述第一緩沖器提供讀指針；為所述第一緩沖器提供寫指針；至少基于所述第二緩沖器的相對緩沖器電平為所述第一緩沖器確定相 對偏移值；根據所述第一時鐘信號更新所述寫指針；以及根據所述第二時鐘信號、所述第一時鐘信號與所述第二時鐘信號之間 的差以及所述相對偏移值來更新所述讀指針，其中所述讀指針被修改若干緩沖器單元，所述緩沖器單元的數量與所述相 對偏移值相關；如果存儲在所述第一緩沖器中的數據量大于第一緩沖器閾值，則所述 讀指針減小一個或多個緩沖器單元；如果存儲在所述第一緩沖器中的數據量小于第二緩沖器閾值，則所述 讀指針增加一個或多個緩沖器單元。
全文摘要
用于具有緩沖器控制的數據傳輸的系統(tǒng)和方法。根據一實施例，本發(fā)明提供了用于同步數據通信的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于接收數據和第一時鐘信號的第一通信接口。例如，第一時鐘信號與發(fā)送源相關。該系統(tǒng)也包括用于發(fā)送數據的第二通信接口。該系統(tǒng)還包括用于將單個數據流分成多個數據流的處理部件。該系統(tǒng)還包括為提供第二時鐘信號而配置的時鐘。另外，該系統(tǒng)包括多個緩沖器部件，用于提供用于數據流的臨時存儲。例如，每個緩沖器部件特征在于預定的緩沖器大小。多個緩沖器部件包括第一緩沖器部件和第二緩沖器部件。
文檔編號H04L7/00GK101192912SQ20061011902
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權日2006年11月30日
發(fā)明者馮歆鵬, 石 李 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司