專利名稱：動態(tài)波動流水線接口裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地說，本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體地說，涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的總線接口。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中系統(tǒng)時鐘速度的增大，它反映了中央處理單元的速度的增大，系統(tǒng)中總線上的傳輸速度也不得不相應(yīng)地增大。穿過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)各總線連接部件的數(shù)據(jù)傳輸必定受限于這些部件的物理分離。已開發(fā)的一種在總線上傳輸數(shù)據(jù)的方法是波動流水線(Wave-pipeline)，其中，在先前的數(shù)據(jù)通過總線被捕獲到接收裝置中之前便向總線上發(fā)出數(shù)據(jù)信號。換言之，穿過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中各部件之間的總線接口，以基本上是“裝配線”的方式使數(shù)據(jù)成流水線式傳送。一旦該“流水線”或“裝配線”被充滿，數(shù)據(jù)便以一個平均速率發(fā)送，它超過了穿過該接口的延遲。
在一個典型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)可從一個源裝置傳輸?shù)蕉鄠€接收裝置。不同的接收裝置將通過具有不同電性長度的總線接口耦合于源裝置(或者說發(fā)送裝置)，因此有不同的延遲。
再有，在接收多個數(shù)據(jù)信號的單個裝置中，每個信號可能有不同的延遲。這些變化可能產(chǎn)生自制造容差、設(shè)計限制(例如線長度變化)、以及依賴時間的效應(yīng)，如依賴于數(shù)據(jù)的跳變(jitter)(碼間子干擾)，時鐘跳變以及噪聲。
再有，人們期望數(shù)據(jù)同步地分發(fā)。就是說，期望數(shù)據(jù)在預(yù)先確定的系統(tǒng)時鐘周期上被分發(fā)。如果數(shù)據(jù)的分發(fā)比預(yù)期的要早或遲，便可能發(fā)生錯誤。
在一個波動流水線接口中，所做的時序分析更加復(fù)雜，因為快路徑和慢路徑同等重要。數(shù)據(jù)有效區(qū)間，即數(shù)據(jù)能被有效取樣的時間間隔，被縮短了，因為把源裝置(或者說發(fā)送裝置)與一個或多個接收裝置耦合起來的快路徑和慢路徑之間的時間差增大了。如果快路徑和慢路徑之間的時間差變得如總線時鐘周期那樣大，便會失掉同步。再有，取樣時鐘的偏斜可能進一步減小數(shù)據(jù)有效區(qū)間。隨著總線接口速度的增大，需要快路徑和慢路徑之間的定時變化更小，于是時鐘偏斜約束變得更加嚴重。然而，時鐘偏斜和定時變化的控制可能受到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的布局所造成的物理約束的限制。所以，在本領(lǐng)域需要方法和裝置能在接口的接收裝置端對數(shù)據(jù)進行去偏斜，并增大數(shù)據(jù)能在期間被可靠取樣的時間。
本發(fā)明的一個目的是提供一種技術(shù)，它能緩解上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，我們提供一個接口裝置，包含多個延時裝置，每個裝置可被操作以接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號，每個延時裝置有一個可預(yù)選的延時時間，并在所述預(yù)選延時時間之后輸出所述數(shù)據(jù)信號；以及與所述多個延時裝置耦合的電路，可操作用于設(shè)置每個可預(yù)選的延時時間，每個預(yù)選延時時間被設(shè)置，以響應(yīng)每個數(shù)據(jù)信號所對應(yīng)的到達時間。
還是根據(jù)本發(fā)明，我們提供一種在接口中動態(tài)的波動流水線傳送的方法，包括把多個數(shù)據(jù)信號中每個數(shù)據(jù)信號的到達邊緣設(shè)置成對應(yīng)于所述多個數(shù)據(jù)信號中最遲到達的數(shù)據(jù)信號的到達邊緣的步驟。
上文中已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特點和技術(shù)優(yōu)點，以便能更好地理解下文中對本發(fā)明的詳細描述。下面將描述本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點，這些構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求的主題。
附圖簡述為了更完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考下文中結(jié)合附圖進行的描述，這些附圖是

圖1以方框圖形式顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；圖2以方框圖形式顯示根據(jù)本發(fā)明的一個動態(tài)波動流水線接口的實施例；換設(shè)置到所述最遲到達的數(shù)據(jù)信號的到達邊緣的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述時鐘信號延時一個預(yù)先確定的延時時間增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；以及重復(fù)所述比較和延時步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止。14.權(quán)利要求11的方法，這里所述對每個數(shù)據(jù)信號延遲一個預(yù)選時間延時的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二確先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述第一數(shù)據(jù)信號延遲一個預(yù)先確定的延時時間增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；重復(fù)所述比較和延時步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止；使所述第一數(shù)據(jù)信號的延時減小一個延時時間增量；以及對下一個數(shù)據(jù)信號重復(fù)所述比較、延時、重復(fù)和減小步驟，這里所述對下一個數(shù)據(jù)信號的重復(fù)步驟因響應(yīng)所述多個數(shù)據(jù)信號中的最后一個數(shù)據(jù)信號而終止。
15.權(quán)利要求9的方法，這里每個數(shù)據(jù)信號有一個預(yù)先確定的數(shù)據(jù)值圖案。
16.權(quán)利要求10的方法，這里所述調(diào)節(jié)時鐘相位的步驟包含如下步驟確定所述數(shù)據(jù)窗口的較遲側(cè)邊；確定所述數(shù)據(jù)窗口的較早側(cè)邊；以及把所述時鐘的一個預(yù)先確定的轉(zhuǎn)換設(shè)置到所述較早和較遲側(cè)邊的平均位置。
17.權(quán)利要求16的方法，這里所述確定較遲側(cè)邊的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述時鐘信號延時一個預(yù)先確定的延時時間增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；重復(fù)所述比較和延時步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止；以及確定代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)所述第二輸出信號值，所述代表當(dāng)前延時的數(shù)據(jù)值對應(yīng)于所述較遲側(cè)邊。
18.權(quán)利要求16的方法，這里所述確定較早側(cè)邊的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述時鐘信號的延時時間減小一個預(yù)先確定的延時增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；重復(fù)所述比較和減小步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止；以及確定代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)所述第二輸出信號值，所述代表當(dāng)前延時的數(shù)據(jù)值對應(yīng)于所述較早側(cè)邊。
19.權(quán)利要求17的方法，這里所述代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值包含一個計數(shù)。
20.權(quán)利要求18的方法，這里所述代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值包含的數(shù)據(jù)，與總線時鐘208一起，由芯片202中的接口200接收。應(yīng)該理解，其后對數(shù)據(jù)接收單元232的描述同樣適用于由芯片202接收來自芯片204的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在參考圖3，圖中示意性顯示了到達芯片204輸入端的數(shù)據(jù)222的時序圖。雖然將針對數(shù)據(jù)222描述其時序，但接口200是雙向的，所以會理解，類似的時序圖同樣會適用于從芯片204到芯片202的數(shù)據(jù)傳輸。第一數(shù)據(jù)信號，即數(shù)據(jù)302，在由芯片202和204之間路徑上的有限傳輸時間產(chǎn)生的標(biāo)稱延遲之后到達。圖3中所示數(shù)據(jù)302在基準時間To到達。第二數(shù)據(jù)信號，即數(shù)據(jù)304，其延遲長于數(shù)據(jù)信號302的延遲，相對于基準時間的延遲量為Ts，它將取作數(shù)據(jù)總線222上的多個延遲數(shù)據(jù)信號中的最大延遲。類似地，第三數(shù)據(jù)信號，即數(shù)據(jù)306，其延遲小于標(biāo)稱值并早于數(shù)據(jù)302到達。數(shù)據(jù)306顯示出到時比其準值To早Tf。為了下文中描述數(shù)據(jù)接收單元232的操作，Tf將取作代表數(shù)據(jù)總線222上多個早到數(shù)據(jù)信號中最早一個的到達時間。數(shù)據(jù)偏斜可能產(chǎn)生于多個來源，包括制造容差，設(shè)計限制(如線長度的變化)以及依賴時間的效應(yīng)，例如依賴數(shù)據(jù)的跳變(碼間干擾)，時鐘跳變以及噪聲。(在圖3中)，基準是相對于傳輸中心顯示的，這是為了在示意性時序圖中易于顯示。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，可以用其他預(yù)先確定的穩(wěn)態(tài)值百分比來規(guī)定有效傳輸。
在I/O時鐘236的一個邊緣數(shù)據(jù)被寄存到接收裝置中，如芯片204。在沒有數(shù)據(jù)偏斜的情況中，數(shù)據(jù)可被捕獲到一個寬度為I/O時鐘236周期的數(shù)據(jù)有效窗口中。數(shù)據(jù)偏斜使數(shù)據(jù)有效窗口寬度Tw減小，其尊小量為Tf和Ts之和。
為了恢復(fù)數(shù)據(jù)有效窗口的寬度。根據(jù)本發(fā)明的接口200向數(shù)據(jù)接收單元232輸入多個數(shù)據(jù)信號，如圖4中所示。數(shù)據(jù)由接收器230暫存并耦合到一個可編程延時線，即延時線406至408之一。可編程延時線406至408在輸入到延時線的相應(yīng)數(shù)據(jù)信號中提供預(yù)選的延時量。接收最遲到達的數(shù)據(jù)信號的延時線(對應(yīng)于圖3中的數(shù)據(jù)304)被編程為零延時。(應(yīng)該理解，任何電路有一個最小傳輸時間。零延時應(yīng)進一步理解為相對于任何這種最小傳播時間的延時為零。)這樣，如果例如在圖4中數(shù)據(jù)402對應(yīng)于圖3中的數(shù)據(jù)304，延時線408被編成為零延時。接收其他數(shù)據(jù)信號的延時線被編程為延時增量，這里接收的數(shù)據(jù)信號有最早到達時間(對應(yīng)于圖3中的數(shù)據(jù)306)的延時線被編程為最長延時。這樣，如果例如在圖4中數(shù)據(jù)線408對應(yīng)于最早到達的數(shù)據(jù)信號，則延時線408被編程為有最長延時值。這樣，輸入到芯片204的全部數(shù)據(jù)信號，即數(shù)據(jù)402至數(shù)據(jù)404，被去偏斜至最遲到達的數(shù)據(jù)信號。雖然已結(jié)合單個數(shù)據(jù)信號顯示和描述了圖4所示本發(fā)明的實施例，但應(yīng)該理解，本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于多組數(shù)據(jù)信號，如數(shù)據(jù)字節(jié)或其他這種數(shù)據(jù)信號分組。這樣的替代實施例將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
通過初始化對位過程(IAP)，延時線406至408被編程以具有它們的預(yù)選延時值。可以在裝有動態(tài)波動流水線接口200的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100被加電或復(fù)位時進行IAP。在本發(fā)明的一個實施例中，IAP可由來自圖1中CPU110的一個信號控制。在IAP中，通過認定IAP方式選擇240經(jīng)由數(shù)據(jù)總線222發(fā)送一個預(yù)先確定的同步(sync)圖案(pattern)，從而由MUX228輸出這個預(yù)先確定的同步圖案。該同步圖案在構(gòu)成數(shù)據(jù)總線222和所有數(shù)據(jù)信號上發(fā)送。
該同步圖案被捕獲到寄存器412至414中，它們接收延時線406至408的輸出。輸入到寄存器412至414的數(shù)據(jù)被鎖定在I/O時鐘236的一個邊緣上，該時鐘是經(jīng)由緩存器234從總線時鐘206提取的。I/O時鐘236在數(shù)據(jù)接收單元232中的延時線410中被延時。被延時的I/O時鐘在緩存器416中被再加能并提供給寄存器412至414。
對延時線410以及延時線406至408的控制是經(jīng)由狀態(tài)機418進行的。在IAP過程中。狀態(tài)機418響應(yīng)同步圖案被捕獲到寄存器412至414中，以調(diào)節(jié)每個延時線406至408中的可編程延時。
輸出420-422被耦合到數(shù)據(jù)比較邏輯424的相應(yīng)輸入端。適當(dāng)?shù)耐綀D案允許在沒有任何數(shù)據(jù)偏斜的情況下同步數(shù)據(jù)捕獲具有無混淆的分辨力。一個這種圖案構(gòu)成數(shù)據(jù)值序列“100010001000”。這一序列是周期性的，其周期性為4個I/O時鐘周期，并與一有彈性的接口一起使用，該彈性接口的彈性為4個時鐘周期。一種彈性接口是待決的被共同授予的美國專利申請的主題，該專利申請題為“彈性接口裝置及其方法”，它已被納入這里作為參考。也可以實現(xiàn)其他同步圖案，只要這種同步圖案允許同步數(shù)據(jù)捕獲具有無混淆的分辨力。例如，可以實現(xiàn)另一種同步圖案，它為上述數(shù)據(jù)值序列的補碼?，F(xiàn)在將結(jié)合狀態(tài)機408的操作描述延時線406至408以及410中延時的選擇。
現(xiàn)在參考圖5A，圖中顯示通過狀態(tài)機418選擇延時的方法。在步驟502，通過在延時線410中選擇適當(dāng)?shù)难訒r，使I/O時鐘調(diào)節(jié)到最后一個到達的數(shù)據(jù)信號。還將結(jié)合圖5B和5C進一步討論步驟502。在步驟504中數(shù)據(jù)信號被去偏斜，將結(jié)合圖5D和5E進一討論這一步驟。在步驟508中，I/O時鐘取樣點被調(diào)節(jié)。下文中將結(jié)合圖5F和5G進一步討論步驟508。
現(xiàn)在參考圖5B，圖中顯示I/O時鐘延時步驟502的流程圖。在步驟512中，如先前描述的那樣，以發(fā)送同步圖案來啟動IAP。在步驟514中，圖4中的狀態(tài)機418確定鎖定在寄存器412至414中的與相同數(shù)據(jù)信號對應(yīng)的同步圖案，對于上面描述的同步圖案示例，它是值“1”。狀態(tài)機418通過確定設(shè)置-復(fù)位(S-R)觸發(fā)器428的輸出426是否已被復(fù)位，來確定是否已鎖定這同一數(shù)據(jù)信號。S-R觸發(fā)器的輸出426由數(shù)據(jù)比較邏輯424控制，它檢測失去比較(miscompare)的情況并認定它的佃出430以對此作出響應(yīng)。為響應(yīng)數(shù)據(jù)比較邏輯424的每個輸入端421至423處出現(xiàn)相同數(shù)據(jù)信號的情況，輸出430被取反，從而使S-R觸發(fā)器復(fù)位。由延時的I/O時鐘411使數(shù)據(jù)比較邏輯424被選通，從而在數(shù)據(jù)比較邏輯424的輸出端430上建立一輸出信號，以響應(yīng)數(shù)據(jù)鎖定在寄存器412至414中。一個與正邏輯實現(xiàn)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)比較邏輯424的實施例可以形成輸入端421至423上信號和從延時時鐘411導(dǎo)出的選通脈沖的邏輯NAND(“與非”)。另一種作法是，與負邏輯實現(xiàn)相對應(yīng)的實施例輸入端421至423上信號和從延時時鐘411導(dǎo)出的選通脈沖的邏輯OR(“或”)。這一實施例將對應(yīng)于上面討論的補充同步圖案。
通過在延時I/O時鐘411的多個周期上取樣同步圖案，可以減小在延時線406至408以及410中設(shè)置延時的統(tǒng)計漲落。延時I/O時鐘411使計數(shù)器432增量。在預(yù)定的延時I/O時鐘周期數(shù)K之后，計數(shù)器432認定輸出434，然后計數(shù)器432退回(roll over)。計數(shù)器432的輸出端434與S-R觸發(fā)器428的復(fù)位輸入端436耦合，從而使輸出端426復(fù)位。然后可進行下一個同步圖案/失去比較檢測序列。如果在任何取樣中檢測到失去比較，則S-R觸發(fā)器被設(shè)置。
現(xiàn)在回到圖5B，如果在由整數(shù)值K確定的取樣周期期間，數(shù)據(jù)比較邏輯424的全部輸入端421至423有相同的數(shù)據(jù)信號，則步驟514遵循“是”路徑，于是方法500進入步驟504。在這種情況中，由于在延時線406至408中尚未設(shè)置延時，圖5C中示意性顯示的時序是有代表性的。通過延時線410已使I/O時鐘236延時一個量Td，這里邊緣t1是在由時間間隔Tw代表的數(shù)據(jù)有效窗口之內(nèi)。
初始時，延時時間Td可以是零，這里邊緣To位于數(shù)據(jù)有效窗口的外部，邊緣To把值“1”鎖定在接收數(shù)據(jù)306的寄存器412至414之一當(dāng)中，把值“O”鎖定在接收數(shù)據(jù)302和304的寄存器中。一個“失去比較”造成了。然后，數(shù)據(jù)比較邏輯424的輸出430被認定，而S-R觸發(fā)器428的輸出426被設(shè)置。結(jié)果，在圖5B中的步驟514中，“否”分支被遵循。在步驟516中，狀態(tài)機418通過延時線410增大延時。
由狀態(tài)機418在計數(shù)方向438上向雙向計數(shù)器440發(fā)送一個“上升”信號。當(dāng)計數(shù)器432達到由整數(shù)值K確定的計數(shù)終點時，計數(shù)器440對其計數(shù)增量，以響應(yīng)計數(shù)器432認定輸出434。在雙向計數(shù)器440中包含的計數(shù)被提供給延時控制442。延時控制442對計數(shù)解碼并向延時線410提供一個相應(yīng)的控制信號444，從而使延時線410以預(yù)先確定的時間增量來增大延時時間Td。(可在本發(fā)明中使用的一個可編程延時線410是一個待決的共同擁有的美國專利申請的主題，該專利申請題為“可編程延時閉鎖環(huán)”，這里納入作為參考。)然后，I/O時鐘延時步驟502轉(zhuǎn)向步驟514。
如果在步驟514中被增加的Td值足以把邊緣t1置于數(shù)據(jù)有效窗口中，那么步驟514遵循上述“是”分支。否則，在步驟516中再次增大通過延時線410的延時，于是I/O時鐘延時步驟502通過步驟514和516循環(huán)，直至邊緣t1落入數(shù)據(jù)有效窗口為止。然后，狀態(tài)機418進入步驟504，在其中使數(shù)據(jù)去偏斜。
在圖5D中詳細描述了數(shù)據(jù)去偏斜步驟504。在步驟504中，多個延時線406至408被編程。在步驟518，選定與第一數(shù)據(jù)信號對應(yīng)的第一延時線供進行編程。(這可能對應(yīng)于被初始化為第一個值的腳標(biāo)j，這第一個值可以是零)。在步驟520中，進行數(shù)據(jù)比較。在步驟520中的數(shù)據(jù)比較與圖5B中步驟514的數(shù)據(jù)比較的進行方式完全相同，所以這里不再詳細描述。
如果所有數(shù)據(jù)都處于同步狀態(tài)，則在步驟522中，在與第j個數(shù)據(jù)信號對應(yīng)的第j個延時線中設(shè)置一個延時增量。請注意，在開始時，由于I/O時鐘調(diào)節(jié)步驟502，在步驟520中將遵循“是”分支。在步驟522中對延時增量之后，再次進行數(shù)據(jù)比較步驟520。然后數(shù)據(jù)去偏斜步驟504在步驟520和522之間循環(huán)，直至失掉數(shù)據(jù)同步，于是步驟520取“否”分支，在那里，在步驟524中，在第j個數(shù)據(jù)信號中的延時被減小一個延時增量。這樣，第j個數(shù)據(jù)信號可以與I/O時鐘相位對齊。
通過再次參考圖5C，可對此有進一步的理解。例如，首先假定在步驟520和522中第j個數(shù)據(jù)信號是最遲到達的數(shù)據(jù)信號，即數(shù)據(jù)304。于是，對相應(yīng)的延時線增加第一延時增量將移動數(shù)據(jù)304，從而使它的邊緣t2發(fā)生在延時的I/O時鐘411的邊緣t1之后。然后，在步驟520中，數(shù)據(jù)比較遵循“否”分支到達步驟524，在那里去掉了在步驟522中添加的一個延時增量。這樣，對最后到達的數(shù)據(jù)信號，沒有添加額外的延時。這是數(shù)據(jù)去偏斜步驟504所希望的操作，因為最后到達的數(shù)據(jù)信號可以是對所有其他數(shù)據(jù)信號進行去偏斜所用的參照。
類似地，現(xiàn)在再用舉例來考慮步驟520和522對最早到達的數(shù)據(jù)信號，即圖5C中的數(shù)據(jù)306，所進行的操作，對于最早到達的數(shù)據(jù)信號，通過重復(fù)循環(huán)穿過步驟520和522，在其相應(yīng)的可編程延時線中增加多個延時增量，直至其邊緣t3在時間上移動到延時的I/O時鐘411的邊緣t1之后。然后，正如先前針對數(shù)據(jù)304所描述的那樣，數(shù)據(jù)準備步驟520遵循“否”分支到達步驟524，在那里可編程延時被減小一個延時增量，于是邊緣t3與延時的I/O時鐘411的邊緣t1對齊。
在對第j個數(shù)據(jù)信號去偏斜之后，在步驟526中，數(shù)據(jù)去偏斜步驟504確定是否所有數(shù)據(jù)信號延時都已被編程。如果不是，則去偏斜步驟504在步驟527進入下一個延時線，并返回步驟520。在所有延時線都已被調(diào)節(jié)之后，所有數(shù)據(jù)信號與延時的I/O時鐘411的邊緣t1對齊，如圖5E的時序圖中示意性顯示的那樣，于是去偏斜步驟504進入方法500的步驟506。
在時鐘取樣點調(diào)節(jié)步驟506中，延時的I/O時鐘411邊緣t1可以被調(diào)節(jié)到數(shù)據(jù)有效窗口的中央。雖然在發(fā)送時時鐘邊緣可能在中央，但由于路徑延遲差別、噪聲等的影響，它在接收器處可能是被偏斜的。取樣點調(diào)節(jié)步驟506對時鐘信號進行去偏斜。參考圖5F，在步驟528中，進行數(shù)據(jù)比較。開始時，由于數(shù)據(jù)去偏斜步驟506、使數(shù)據(jù)比較步驟526遵循“是”分支進行步驟540，而在步驟530中，在延時線410中編程的時間延時增加一個時間延時增量。然后，時鐘取樣點調(diào)節(jié)步驟506轉(zhuǎn)到步驟528，在那里再次進行數(shù)據(jù)比較。然后，I/O時鐘調(diào)節(jié)步驟506通過步驟528和530進行循環(huán)，直至在數(shù)據(jù)比較步驟528中造成數(shù)據(jù)失去比較為止，表明延時的I/O時鐘411的延時時鐘邊緣t1(記為t1′)已跳過圖5G中數(shù)據(jù)有效窗口的較遲側(cè)邊t1。然后，數(shù)據(jù)比較步驟528遵循“否”分支，并在步驟532中存儲計數(shù)器440中的計數(shù)。
然后，I/O時鐘取樣調(diào)節(jié)步驟506確定數(shù)據(jù)有效窗口的較早側(cè)邊。在步驟534中，延時線410中的延時減小一個時間延時增量。在步驟536中，進行數(shù)據(jù)比較。因為在步驟534中邊緣t1′已被移回到數(shù)據(jù)有效窗口中，所以數(shù)據(jù)比較536遵循它的“是”分支，而在延時線410中編程的延時再減小一個延時增量。然后，時鐘取樣調(diào)節(jié)步驟506通過步驟536和538循環(huán)，直至數(shù)據(jù)比較步驟536中的數(shù)據(jù)比較給出失去比較(miscompare)信號。這表明圖5G中的延時I/O時鐘411的邊緣t1已達到早于數(shù)據(jù)有效窗口的較早側(cè)邊te。延時I/O時鐘411的這一變換用t1″表示。然后，數(shù)據(jù)比較步驟536遵循“否”分支，并在步驟540中存儲計數(shù)器440中的較早側(cè)邊計數(shù)。
在步驟542中，延時I/O時鐘411的相位設(shè)置成數(shù)據(jù)有效窗口的較早側(cè)邊和較遲側(cè)邊的平均值處。這在圖5G中對應(yīng)于延時I/O時鐘411曲線的實線部分，在邊緣t1″處。然后延時I/O時鐘取樣調(diào)節(jié)步驟506進入步驟508，于是方法500退出IAP方式。
這里描述的實施例中展現(xiàn)的裝置和方法提供了一種動態(tài)波動流水線接口。到達該接口的多個數(shù)據(jù)信號被彼此相對去偏斜，補償各數(shù)據(jù)信號之間的道跟蹤(tracking)差、I/O時鐘和數(shù)據(jù)信號之間的路徑差。以及數(shù)據(jù)信號之間的設(shè)計容差，例如芯片連線、模塊連線和插件板連線。結(jié)果，數(shù)據(jù)信號區(qū)間的寬度被增大。
該接口進一步調(diào)節(jié)取樣時鐘，使得取樣點基本上處在數(shù)據(jù)有效區(qū)間的中央，從而使I/O時鐘和數(shù)據(jù)之間的路徑差、模塊連線差及插件板連線差可以得到補償。
權(quán)利要求
1.一種接口裝置，包含多個延時裝置，每個裝置可被操作以接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號，每個延時裝置有一個可預(yù)選的延時時間，并在所述預(yù)選延時時間之后輸出所述數(shù)據(jù)信號；以及與所述多個延時裝置耦合的電路，可操作用于設(shè)置每個可預(yù)選的延時時間，每個預(yù)選延時時間被設(shè)置，以響應(yīng)一個到達時間。
2.權(quán)利要求1的裝置，這里所述數(shù)據(jù)信號中的第一個包含一個時鐘信號。
3.前述任何一個權(quán)利要求的裝置，這里所述可操作設(shè)置每個預(yù)選延時時間的電路包含數(shù)據(jù)比較邏輯，可操作用于接收所述數(shù)據(jù)信號的一個預(yù)先確定的子集，并在所述數(shù)據(jù)信號子集包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，在所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述伴隨的到達時間；以及可操作修改所述預(yù)選延時時間的電路，以響應(yīng)所述第一和第二預(yù)先確定的輸出信號值。
4.權(quán)利要求3的裝置，這里所述第一預(yù)先確定的值集所包含的每個值是相同的，而所述第二預(yù)先確定的值集所包含的第一成員和第二成員是不同的值。
5.權(quán)利要求3的裝置，這里所述可操作修改所述預(yù)選延時時間的電路包含一個狀態(tài)機，可操作修改所述預(yù)選延時時間，以響應(yīng)所述第一和第二輸出信號值。
6.權(quán)利要求5的裝置，這里所述可操作修改所述預(yù)選延時時間的電路進一步包含一個計數(shù)器，可操作接收來自所述狀態(tài)機的指示信號，所述計數(shù)器可操作輸出一個計數(shù)信號，以確定一個延時時間增量個數(shù)，用于修改所述預(yù)選延時時間，這里所述延時時間增量有一個預(yù)先確定值。
7.權(quán)利要求6的裝置，這里所述可操作修改所述預(yù)選延時時間的電路進一步包含延時控制電路，該電路可操作接收所述計數(shù)信號，并向所述多個延時裝置中的每一個輸出一個控制信號，這里所述控制信號可操作修改所述預(yù)選延時時間。
8.權(quán)利要求3的裝置，這里所述修改預(yù)選延時時間以響應(yīng)所述第一和第二預(yù)選確定的信號的電路包含一個存儲裝置，有一輸入端與所述比較邏輯耦合，所述存儲裝置的邏輯狀態(tài)可操作用于進行設(shè)置以響應(yīng)所述第一預(yù)先確定的信號，和用于進行復(fù)位以響應(yīng)所述第二預(yù)先確定的信號；一個計數(shù)器，與所述存儲裝置耦合，可操作用于在預(yù)先確定的計數(shù)過后復(fù)位所述存儲裝置；以及一個電路，可操作接收所述存儲裝置的邏輯狀態(tài)并修改所述預(yù)選延時時間以響應(yīng)所述邏輯狀態(tài)。
9.在一接口中的動態(tài)波動流水線傳送方法，包含把多個數(shù)據(jù)信號中每個數(shù)據(jù)信號的到達邊緣置成對應(yīng)于所述多個數(shù)據(jù)信號中最遲到達的數(shù)據(jù)信號的到達邊緣的步驟。
10.權(quán)利要求9的方法，進一步包含調(diào)節(jié)時鐘相位的步驟，這里所述時鐘的一個預(yù)先確定的轉(zhuǎn)換基本上落在一數(shù)據(jù)窗口的中央。
11.權(quán)利要求9或10的方法，這里所述設(shè)置所述多個數(shù)據(jù)信號到達邊緣的步驟包含如下步驟確定所述最遲到達的數(shù)據(jù)信號；以及使每個數(shù)據(jù)信號延時一個預(yù)選的時間延時，所述預(yù)選時間延時是響應(yīng)每個到達邊緣的相應(yīng)到達時間而設(shè)置的。
12.權(quán)利要求11的方法，這里所述確定最遲到達的數(shù)據(jù)信號的步驟包含把時鐘信號的一個預(yù)先確定的轉(zhuǎn)換設(shè)置到所述最遲到達的數(shù)據(jù)信號的到達邊緣的步驟。
13.權(quán)利要求12的方法，這里所述把時鐘信號的一個預(yù)先確定的轉(zhuǎn)換設(shè)置到所述最遲到達的數(shù)據(jù)信號的到達邊緣的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述時鐘信號延時一個預(yù)先確定的延時時間增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；以及重復(fù)所述比較和延時步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止。
14.權(quán)利要求11的方法，這里所述對每個數(shù)據(jù)信號延遲一個預(yù)選時間延時的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二確先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述第一數(shù)據(jù)信號延遲一個預(yù)先確定的延時時間增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；重復(fù)所述比較和延時步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止；使所述第一數(shù)據(jù)信號的延時減小一個延時時間增量；以及對下一個數(shù)據(jù)信號重復(fù)所述比較、延時、重復(fù)和減小步驟，這里所述對下一個數(shù)據(jù)信號的重復(fù)步驟因響應(yīng)所述多個數(shù)據(jù)信號中的最后一個數(shù)據(jù)信號而終止。
15.權(quán)利要求9的方法，這里每個數(shù)據(jù)信號有一個預(yù)先確定的數(shù)據(jù)值圖案。
16.權(quán)利要求10的方法，這里所述調(diào)節(jié)時鐘相位的步驟包含如下步驟確定所述數(shù)據(jù)窗口的較遲側(cè)邊；確定所述數(shù)據(jù)窗口的較早側(cè)邊；以及把所述時鐘的一個預(yù)先確定的轉(zhuǎn)換設(shè)置到所述較早和較遲側(cè)邊的平均位置。
17.權(quán)利要求16的方法，這里所述確定較遲側(cè)邊的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述時鐘信號延時一個預(yù)先確定的延時時間增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；重復(fù)所述比較和延時步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止；以及確定代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)所述第二輸出信號值，所述代表當(dāng)前延時的數(shù)據(jù)值對應(yīng)于所述較遲側(cè)邊。
18.權(quán)利要求16的方法，這里所述確定較早側(cè)邊的步驟包含如下步驟比較所述數(shù)據(jù)信號，并當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號包含第一預(yù)先確定的值集時輸出第一預(yù)先確定的輸出信號值，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信號子集有第二預(yù)先確定的值集時輸出第二預(yù)先確定的輸出信號值，這里所述數(shù)據(jù)信號子集采取所述第一和第二預(yù)先確定的值集之一，以響應(yīng)所述到達時間；對所述時鐘信號的延時時間減小一個預(yù)先確定的延時增量，以響應(yīng)所述第一輸出信號值；重復(fù)所述比較和減小步驟，這里所述重復(fù)步驟因響應(yīng)所述第二輸出信號值而終止；以及確定代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值，以響應(yīng)所述第二輸出信號值，所述代表當(dāng)前延時的數(shù)據(jù)值對應(yīng)于所述較早側(cè)邊。
19.權(quán)利要求17的方法，這里所述代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值包含一個計數(shù)。
20.權(quán)利要求18的方法，這里所述代表當(dāng)前延時時間的數(shù)據(jù)值包含一個計數(shù)。
21.包括一個接口的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包含一個中央處理單元(CPU)；一個與所述CPU耦合的接收裝置，可操作從所述CPU接收至少一個數(shù)據(jù)信號，所述接收裝置包括一個數(shù)據(jù)接收單元，所述數(shù)據(jù)接收單元包含權(quán)利要求1-8中任何一個的接口裝置。
全文摘要
實現(xiàn)了動態(tài)波動流水線接口裝置和方法。從發(fā)送電路接收的數(shù)據(jù)信號在被寄存到接收裝置中之前經(jīng)由對應(yīng)于每個信號的可編程延時裝置進行延時。在每個延時裝置中的可編程延時是根據(jù)一個初始化過程設(shè)置的,從而使每個信號按照最遲到達的信號去掉偏斜。于是,控制數(shù)字信號鎖定的輸入/輸出(I/O)時鐘的相位被調(diào)節(jié),從而使鎖定變換基本上處于數(shù)據(jù)有效窗口的中央。
文檔編號G06F13/42GK1342289SQ0080464
公開日2002年3月27日 申請日期2000年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月5日
發(fā)明者丹尼爾·M·德勒普斯, 弗蘭克·D·福萊歐勒, 克文·C·高爾 申請人:國際商業(yè)機器公司