專利名稱：應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)，特別涉及一種能使其 中移位寄存器狀態(tài)轉(zhuǎn)換最小化的復(fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，屬于電學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計廣泛采用了對數(shù)據(jù)復(fù)用/解復(fù)用的技術(shù)。它能提供更 高的數(shù)據(jù)速率，更穩(wěn)定的可靠性，產(chǎn)生更低的噪聲，更高的噪聲免疫力以及更低的功耗。在 發(fā)送器端多路并行數(shù)據(jù)被復(fù)用處理后變?yōu)橐宦反袛?shù)據(jù)，相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)在接收器端被解 復(fù)用后變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)。串行器和解串行器包含M級復(fù)用器和解復(fù)用器。每一級復(fù)用器或解復(fù)用器擁 有相同比值Ntl來實現(xiàn)N/的復(fù)用解復(fù)用功能，也可以每級設(shè)置成不同的復(fù)用比M來得到 N1N2N3. . . Nm總的復(fù)用/解復(fù)用比。復(fù)用比如果不是2，那么一般采用并行加載串行移位的機 構(gòu)。解復(fù)用比如果不是2，通常采用三串行移位并行裝載的機構(gòu)。如圖1至圖3所示，分別是一個多級1:N和N: 1的串行器和解串器，一個包含N個 移位單元的N: 1復(fù)用器、1 :N解復(fù)用器。一般情況下，串行器100包含M級復(fù)用器，第i級的 復(fù)用系數(shù)為附?？偟膹?fù)用系數(shù)N是每一級的系數(shù)之乘，N1N2... Nm。并行N比特數(shù)據(jù)被串行 通過復(fù)用器轉(zhuǎn)換為1比特串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)速率變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)的N倍。解串器110包含M級 解復(fù)用器，第i級的解復(fù)用系數(shù)為附。它是串行器的反操作?？偟慕獯禂?shù)N是每一級的 系數(shù)之乘，N1N2. . . Nm。1比特串行數(shù)據(jù)流通過M級解串器被轉(zhuǎn)換為N比特并行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)速 率降為原來的1/N。如圖2所示，每一級移位單元包含一個2:1的多路選擇器210和一個移位寄存器 220。在每個裝載周期，N比特并行數(shù)據(jù)被同時裝載進N個移位寄存器。然后數(shù)據(jù)在每個移 位寄存器中串行移動，移動數(shù)據(jù)的是一個比裝載時鐘快N倍的串行時鐘。在N比特數(shù)據(jù)的 最后一位被移動出去的時候，下一個裝載周期開始同時下一組N比特并行數(shù)據(jù)被再次裝載 到移位寄存器中。通過這個并行裝載和串行移位的操作，N比特并行數(shù)據(jù)被串行化為速度 快了 N倍的1比特數(shù)據(jù)流。最后一級移位寄存器的輸入通常接到邏輯電平“1”或“0”上。如圖3所示，每一級移位單元包含一個串行移位寄存器310和一個并行數(shù)據(jù)寄存 器320。串行數(shù)據(jù)流被速度是裝載時鐘N倍快的串行時鐘送入到N個移位寄存器中。在最 后一個比特移入后，N個移位寄存器中的數(shù)據(jù)被加載時鐘同時讀出。接下來，下一個串行移 位周期開始，下一組N比特的串行數(shù)據(jù)被輸入到移位寄存器。通過這個串行移位和并行裝 載的操作，1比特串行數(shù)據(jù)流被解串為速度為串行數(shù)據(jù)1/N的N比特并行數(shù)據(jù)。下一個N比 特串行數(shù)據(jù)被移入時，上一個N比特串行數(shù)據(jù)被并行移出。一般情況下，串行器中的并行數(shù)據(jù)同上一次的數(shù)據(jù)是不同的。N比特數(shù)據(jù)被串行器 移出，每一個移位寄存器保留它上一次比特的狀態(tài)。對于串行器來說，由于最后一級移位寄 存器接在固定的邏輯電平“ 1”或“0”上，因此，串行器的所有移位寄存器在完成最后一位數(shù) 據(jù)移位置后仍然有二分之一的概率需要切換自己的狀態(tài)到固定的邏輯電平。如果狀態(tài)改變就會導(dǎo)致功耗產(chǎn)生。在解串器中，上一個N比特的串行數(shù)據(jù)流被移出時下一個N比特數(shù)據(jù) 流被移入。上一個N比特串行數(shù)據(jù)的信息在并行移出后就不需要了。前一組N比特串行數(shù) 據(jù)移出，每一個移位寄存器會有二分之一的幾率切換自己的狀態(tài)，以上每一次狀態(tài)的切換 都導(dǎo)致功耗。一般用軌到軌電壓擺幅的數(shù)字門電路來實現(xiàn)復(fù)用器和解復(fù)用器。在這種結(jié)構(gòu)中， 如果不考慮瞬時電路切換電流的話，數(shù)字門電路的功耗與CV2f成正比。C是數(shù)字門電路的 負(fù)載電容，V是電源電壓，f是數(shù)字門電路的工作頻率，解串器中多個移位寄存器的狀態(tài)變 化，是復(fù)用/解復(fù)用電路架構(gòu)中功耗居高不下的主要原因。為此，如何設(shè)法減少諸位上的移 位寄存器不必要的狀態(tài)變化，便成為優(yōu)化器件功耗的首要解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)需求，本發(fā)明的目的是提出一種應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，以解決數(shù)據(jù)通信器件日漸縮小帶來的發(fā)熱量隨功耗不變或上升而上 升，造成器件熱損的問題。本發(fā)明的上述目的，將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，包含串行器和解串器，其中所 述串行器包含復(fù)數(shù)級復(fù)用器，所述解串器包含相同級數(shù)的解復(fù)用器，所述復(fù)用器和解復(fù)用 器具有相同或不同的比例，且每一級復(fù)用器或解復(fù)用器均包含與復(fù)用比數(shù)量一致的移位寄 存器及與其一一對應(yīng)的多路選擇器，其特征在于在串行器最后一級的移位寄存器序列中 預(yù)置有N比特并行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值；在解串器中的移位寄存器中預(yù)置有前一次N 比特串行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值。進一步地，前述應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，其中該解串器 一級或一級以上的解復(fù)用器中的移位寄存器預(yù)置有前一次N比特串行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù) 據(jù)的值；該解串器預(yù)置的數(shù)值為數(shù)字固定電平1或0。進一步地，前述應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，其中該解串器 中各級移位寄存器的狀態(tài)相同。本發(fā)明的技術(shù)方案應(yīng)用實施后，較之于現(xiàn)有技術(shù)的突出效果在于該復(fù)用/解復(fù) 用架構(gòu)能最大程度降低其中移位寄存器的狀態(tài)變化，能明顯降低器件功耗。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)一個多級數(shù)據(jù)串行器和解串器的架構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)包含N比特移位寄存器的N: 1復(fù)用器；圖3是現(xiàn)有技術(shù)包含N比特移位寄存器的1:N解復(fù)用器；圖4是本發(fā)明一預(yù)裝載的N: 1復(fù)用器；圖5是本發(fā)明一預(yù)裝載的1:N解復(fù)用器。
具體實施例方式以下便結(jié)合實施例附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳述，以使本發(fā)明 技術(shù)方案的細(xì)節(jié)更全面地得以展示，其實質(zhì)特征更易于理解、掌握。需要提醒注意的是以下關(guān)于實施例的敘述不是限制性的，本領(lǐng)域人員使用其它途徑所完成的同樣的創(chuàng)作，雖然 沒有具體地說明其中，但同樣包括在本發(fā)明專利申請的保護范圍之內(nèi)。如圖4和圖5所示，是本發(fā)明將預(yù)裝載技術(shù)引入數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域后形成的復(fù)用/解 復(fù)用架構(gòu)。即在1:N解串器和N:1串行器中，預(yù)置串行器中最后一級移位寄存器中的多路 選擇器的狀態(tài)成上一個并行數(shù)據(jù)的值來最小化移位寄存器中的狀態(tài)變化；另將解 串器中N 個移位寄存器中的第一級移位寄存器的狀態(tài)預(yù)置成前一個N比特串行數(shù)據(jù)中最后一個數(shù) 據(jù)的值來最小化解串器中移位寄存器的狀態(tài)變化。在串行移位期間，最后一個移位寄存器N的輸入被裝載為N比特并行數(shù)據(jù)的最后 一位。隨著串行器串行地將N比特并行數(shù)據(jù)移出，最后1比特移位寄存器之后的移位寄存 器的狀態(tài)沒有發(fā)生改變。在最后一比特之前沒有功耗產(chǎn)生。在解串器期間，每一個移位單 元都有一個1 2的復(fù)用器510，它被第N級的移位寄存器控制。第N-I級以及更前面級中的 移位寄存器520是復(fù)位/置數(shù)寄存器。當(dāng)并行裝載信號有效時，移位寄存器的狀態(tài)被設(shè)置 為上一個N比特串行數(shù)據(jù)流中最后一比特的狀態(tài)。當(dāng)下一組N比特串行數(shù)據(jù)被移入時，除 了最后一位寄存器，其它的移位寄存器的狀態(tài)沒有變化，因此除了最后一位寄存器，沒有功 耗產(chǎn)生。上述技術(shù)方案還可進一步優(yōu)化該解串器一級或一級以上的解復(fù)用器中的移位寄存器預(yù)置有前一次N比特串行 數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值；或者該解串器預(yù)置的數(shù)值為數(shù)字固定電平1或0 ；或者該解串器 中各級移位寄存器的狀態(tài)可以設(shè)置為相同的值來避免功耗的產(chǎn)生。綜上所述，本發(fā)明應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)的技術(shù)特點已 全面詳細(xì)展示，并且能切實最小化移位寄存器的狀態(tài)變化，能明顯降低器件功耗，其進步性 顯者ο
權(quán)利要求
應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，包含串行器和解串器，其中所述串行器包含復(fù)數(shù)級復(fù)用器，所述解串器包含相同級數(shù)的解復(fù)用器，所述復(fù)用器和解復(fù)用器具有相同或不同的比例，且每一級復(fù)用器或解復(fù)用器均包含與復(fù)用比數(shù)量一致的移位寄存器及與其一一對應(yīng)的多路選擇器，其特征在于在串行器最后一級的移位寄存器序列中預(yù)置有N比特并行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值；在解串器中的移位寄存器中預(yù)置有前一次N比特串行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，其特征在 于所述解串器一級或一級以上的解復(fù)用器中的移位寄存器預(yù)置有前一次N比特串行數(shù)據(jù) 中最后一位數(shù)據(jù)的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，其特 征在于所述解串器預(yù)置的數(shù)值為數(shù)字固定電平1或0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，其特征在 于所述解串器中各級移位寄存器的狀態(tài)相同。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種應(yīng)用于低功耗串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用/解復(fù)用架構(gòu)，包含串行器和解串器，其中所述串行器包含復(fù)數(shù)級復(fù)用器，所述解串器包含相同級數(shù)的解復(fù)用器，所述復(fù)用器和解復(fù)用器具有相同或不同的比例，且每一級復(fù)用器或解復(fù)用器均包含與復(fù)用比數(shù)量一致的移位寄存器及與一一對應(yīng)的多路選擇器，其特征在于在串行器最后一級的移位寄存器序列中預(yù)置有N比特并行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值；在解串器中的移位寄存器中預(yù)置有前一次N比特串行數(shù)據(jù)中最后一位數(shù)據(jù)的值。本發(fā)明的復(fù)用/解復(fù)用架構(gòu)能最大程度降低其中移位寄存器的狀態(tài)變化，能明顯降低器件功耗。
文檔編號H04J3/00GK101867430SQ20101020457
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者王琿 申請人:蘇州橙芯微電子科技有限公司