專利名稱：實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置。
背景技術(shù)：
在復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)單元或多個(gè)單板，即多個(gè)印刷電路板(PCB，Printed circuit board，)構(gòu)成，所述多個(gè)單板之間通過(guò)背板或電纜連接。在數(shù)字電路系統(tǒng)中，一般都會(huì)涉及時(shí)鐘域的轉(zhuǎn)換。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠的跨越時(shí)鐘域往往是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
在寬帶碼分多址WCDMA基站(NodeB)的設(shè)計(jì)中，也存在著如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠的跨越時(shí)鐘域的問(wèn)題。在基站內(nèi)部，所有的基帶處理都是以幀同步和基站幀號(hào)(BFN，NodeB Frame Number)為基準(zhǔn)的。幀同步由主控單元產(chǎn)生，送給基帶處理的各個(gè)單板。由于各個(gè)單元和單板處在不同的時(shí)鐘域，需要嚴(yán)格可靠的幀同步信號(hào)。所以接收主控單元的幀同步信號(hào)需要實(shí)現(xiàn)從外部時(shí)鐘域到本地時(shí)鐘域的轉(zhuǎn)換。因此，可靠的幀同步信號(hào)對(duì)于基站NodeB來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。所有的上行和下行的公共信道和專用信道都以基站幀號(hào)和幀同步信號(hào)作為時(shí)序參考信號(hào)的，并且基站NodeB的幀定時(shí)信息通過(guò)主同步信道SCH發(fā)送到整個(gè)小區(qū)，用戶設(shè)備UE在小區(qū)搜索過(guò)程中只有從主同步信道SCH獲得可靠的幀定時(shí)信息時(shí)才能接入該小區(qū)。
目前，實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，通常是用硬件來(lái)保證跨越時(shí)鐘域時(shí)幀同步信號(hào)的可靠采樣。也就是在硬件時(shí)序的分析基礎(chǔ)上對(duì)信號(hào)進(jìn)行直接采樣，即通過(guò)D觸發(fā)器鎖存來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從異步時(shí)鐘域到本地時(shí)鐘域的轉(zhuǎn)換。如圖1所示，為幀同步信號(hào)直接采樣的原理框圖，包括單板11和單板12(即單板A和單板B)，所述單板11至少包括一個(gè)D觸發(fā)器111，單板B也至少包括一個(gè)D觸發(fā)器121?，F(xiàn)以單板中包括一個(gè)D觸發(fā)器為例進(jìn)行說(shuō)明，單板11工作在時(shí)鐘域A，單板12工作在時(shí)鐘域B，幀同步信號(hào)從單板11的D觸發(fā)器111經(jīng)過(guò)板間接口傳輸?shù)絾伟?2的D觸發(fā)器121，其中，用D觸發(fā)器121直接鎖存得到工作在時(shí)鐘域B的幀同步信號(hào)，其幀同步信號(hào)的時(shí)序圖如圖2所示，需要測(cè)量出時(shí)鐘域A的幀同步信號(hào)經(jīng)過(guò)板間接口傳輸?shù)絾伟?2時(shí)與本地時(shí)鐘Clk_B的相對(duì)關(guān)系，也就是說(shuō)，如果是用時(shí)鐘上升沿來(lái)采樣幀同步信號(hào)，必須對(duì)單板硬件進(jìn)行分析和實(shí)際測(cè)量，才能得到幀同步信號(hào)的邊沿與時(shí)鐘的上升沿的相位關(guān)系，即ΔT。ΔT實(shí)際上就是采樣的建立時(shí)間Tsu。在實(shí)際應(yīng)用中，ΔT至少需要滿足兩個(gè)條件一是ΔT必須大于邏輯器件，在實(shí)際應(yīng)用中可能是FPGA(Field ProgrammableGate Array)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的建立時(shí)間加上2ns左右的余量；二ΔT在各種惡劣條件和單板批次情況下都必須滿足上述第一個(gè)條件。否則采樣出的幀同步信號(hào)周期至少會(huì)有1個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)，從而帶來(lái)基站NodeB解調(diào)性能的嚴(yán)重惡化。
由此可知，在現(xiàn)有技術(shù)中，跨越時(shí)鐘域時(shí)幀同步信號(hào)的可靠采樣是需要硬件時(shí)序的保證，并且完全依賴于硬件時(shí)序的固定。其中，硬件時(shí)序主要包括發(fā)送端的Tco、發(fā)送端到接口傳輸芯片的印刷電路板PCB的延時(shí)、傳輸芯片的收發(fā)處理延時(shí)、接收端的傳輸芯片到目的芯片的PCB的延時(shí)、采樣的建立時(shí)間等等。硬件人員不僅需要對(duì)以上硬件時(shí)序進(jìn)行精確的分析和上板實(shí)際測(cè)量外，還需要分析各段通道在各種條件(比如電流電壓變化、溫度變化、芯片和單板批次變化)等等情況下的延時(shí)差異。如果在以上分析和實(shí)際測(cè)量中某一處出現(xiàn)了問(wèn)題或者沒(méi)有考慮到，在實(shí)際應(yīng)用中就會(huì)在幀同步跨時(shí)鐘域時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)的情況。此外，在基站NodeB的實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有裝置還存在很大的局限性，比如，常常需要實(shí)現(xiàn)射頻拉遠(yuǎn)和并柜等應(yīng)用，這時(shí)就需要采用光纖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，甚至需要通過(guò)光纖來(lái)傳輸時(shí)鐘。如果只靠硬件來(lái)保證跨越時(shí)鐘域時(shí)幀同步信號(hào)的可靠采樣是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
因此，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)為(1)在硬件時(shí)序不確定或不能滿足要求(即采樣的建立時(shí)間ΔT必須滿足如下條件a、ΔT必須大于邏輯器件的建立時(shí)間加上2ns左右的余量；b、ΔT在各種惡劣條件和單板批次情況下都必須滿足上述第一個(gè)條件)的情況下，跨越時(shí)鐘域的信號(hào)存在至少1個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)。
(2)現(xiàn)有裝置在光纖傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中受到一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的轉(zhuǎn)換裝置，以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活、容易實(shí)現(xiàn)以及不依靠硬件時(shí)序來(lái)實(shí)現(xiàn)跨越時(shí)鐘域時(shí)幀同步信號(hào)的可靠采樣，從而解決了周期信號(hào)(如幀同步信號(hào))跨越時(shí)鐘域時(shí)可能出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，包括，采樣提取上升沿電路，用于對(duì)主控單元時(shí)鐘域中的幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣，并將采樣后的幀同步信號(hào)提取上升沿；松耦合計(jì)數(shù)單元，與采樣提取上升沿電路電連接，根據(jù)提取幀同步信號(hào)的上升沿確保跨時(shí)鐘域時(shí)采樣的確定性，用于實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域后依然保持穩(wěn)定的幀同步周期。
所述松耦合計(jì)數(shù)單元包括幀同步計(jì)數(shù)器，是根據(jù)本地的時(shí)鐘頻率設(shè)置一個(gè)周期與幀同步周期相同的計(jì)數(shù)器；松耦合判斷調(diào)整子單元，與幀同步計(jì)數(shù)器和采樣提取上升沿電路分別電連接，用于實(shí)現(xiàn)本地幀同步計(jì)數(shù)器與提取上升沿的幀同步信號(hào)的同步。
所述設(shè)置一個(gè)周期與幀同步周期相同的計(jì)數(shù)器是由幀同步周期與本地的時(shí)鐘頻率的比值來(lái)確定的。
所述松耦合判斷調(diào)整子單元具體包括判斷器，與幀同步計(jì)數(shù)器電連接，用于判斷幀同步計(jì)數(shù)器當(dāng)前所處的位置；調(diào)整器，與判斷器和采樣提取上升沿電路分別電連接，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。
所述調(diào)整器至少包括兩個(gè)與門，一個(gè)與判斷器相連，另一個(gè)與采樣取上升沿電路相連，用于產(chǎn)生幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)。
采樣提取上升沿電路至少包括三個(gè)觸發(fā)器和一個(gè)與門，用于采樣從一個(gè)時(shí)鐘域得到另一個(gè)時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)并提取其上升沿。
所述跨時(shí)鐘域?yàn)橐粋€(gè)幀同步信號(hào)從一個(gè)時(shí)鐘的電路轉(zhuǎn)到另一個(gè)時(shí)鐘的電路中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供了一種松耦合機(jī)制，不依靠任何硬件時(shí)序的保證，采用松耦合機(jī)制根據(jù)提取幀同步信號(hào)的上升沿來(lái)避免跨時(shí)鐘域時(shí)采樣的不確定性，實(shí)現(xiàn)了幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域后依然保持穩(wěn)定的幀同步周期。其中，所述松耦合機(jī)制為將本地時(shí)鐘域產(chǎn)生的幀同步周期信號(hào)與跨時(shí)鐘域的外部信號(hào)進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一，以使二者同步，有效解決了在硬件時(shí)序不滿足條件或不確定時(shí)，特別是通過(guò)光纖傳輸數(shù)據(jù)的情況下，實(shí)現(xiàn)跨時(shí)鐘域后幀同步信號(hào)的嚴(yán)格同步。此外，本發(fā)明對(duì)于無(wú)線基站系統(tǒng)(WCDMA或者CDMA2000等)和其他任何需要周期性的信號(hào)進(jìn)行同步處理的數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)都具有顯著的效果。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)幀同步信號(hào)直接采樣的原理框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)幀同步信號(hào)直接采樣的時(shí)序圖；圖3是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置的原理框圖；圖4是本發(fā)明松耦合判斷調(diào)整子單元的原理框圖；圖5是幀同步信號(hào)直接跨時(shí)鐘域可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)(即現(xiàn)有技術(shù)在異常情況下的缺點(diǎn))；圖6是分析跨時(shí)鐘域后的幀同步信號(hào)與幀同步計(jì)數(shù)器相對(duì)關(guān)系的示意圖；圖7A是本發(fā)明實(shí)施例在正常情況下，幀同步做計(jì)數(shù)器的Clr信號(hào)的示意圖；圖7B是在異常情況下，采用現(xiàn)有技術(shù)，幀同步做計(jì)數(shù)器的Clr信號(hào)的示意圖；圖7C是采用本發(fā)明解決異常情況下一個(gè)時(shí)鐘周期抖動(dòng)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置是在現(xiàn)有技術(shù)采樣提取上升沿電路的基礎(chǔ)上增加了松耦合計(jì)數(shù)單元，用于實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域時(shí)輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)，有效的解決了在硬件時(shí)序不確定或不滿足條件的情況下，幀同步跨時(shí)鐘域時(shí)出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象，也就是說(shuō)，本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活，且不依賴于硬件時(shí)序的固定，來(lái)獲得幀同步的可靠采樣，實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)可靠的跨越時(shí)鐘域，保證將發(fā)送到各個(gè)單元和各個(gè)單板的幀同步信號(hào)保持穩(wěn)定的周期。本發(fā)明不但在光纖傳輸數(shù)據(jù)系統(tǒng)中具有顯著的功能，還在需要周期性信號(hào)進(jìn)行同步處理的數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中也具有很好的效果。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置的原理框圖，該裝置包括采樣提取上升沿電路1，用于對(duì)主控單元時(shí)鐘域中的幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣，并將采樣后的幀同步信號(hào)提取上升沿；松耦合計(jì)數(shù)單元2，與采樣提取上升沿電路電連接1，根據(jù)提取幀同步信號(hào)的上升沿確保跨時(shí)鐘域時(shí)采樣的確定性，用于實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域時(shí)輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。
本發(fā)明所述幀同步信號(hào)，主要來(lái)源于主控單元或者其它單元，現(xiàn)以主控單元為例來(lái)說(shuō)明。在WCDMA的基站中主控單元產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)即幀同步信號(hào)。主控單元有一個(gè)高精度的恒溫晶振，可以產(chǎn)生精度非常高的時(shí)鐘頻率。并且主控單元也可以通過(guò)GPS(Global Position System)或者E1線等獲得高精度的時(shí)鐘信號(hào)。主控單元對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行分頻產(chǎn)生10ms的幀同步信號(hào)。并將所述幀同步信號(hào)送給基帶處理的各個(gè)單板(即印刷電路板PCB)。而各個(gè)單板處在不同的時(shí)鐘域，將接收的幀同步信號(hào)實(shí)現(xiàn)從外部時(shí)鐘域到本地時(shí)鐘域的轉(zhuǎn)換?？煽康膸叫盘?hào)對(duì)于基站NodeB的用戶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，所有與用戶相連的上行和下行的公共信道和專用信道都以基站的幀號(hào)和幀同步信號(hào)來(lái)作為時(shí)序參考信號(hào)的，并且基站NodeB的幀定時(shí)信息是通過(guò)主同步信道SCH發(fā)送到整個(gè)小區(qū)，用戶設(shè)備UE在小區(qū)搜索過(guò)程中只有從主同步信道SCH獲得可靠的幀定時(shí)信息時(shí)才能接入該小區(qū)。
所述采樣提取上升沿電路1，與現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程相同，至少包括三個(gè)D觸發(fā)器和一個(gè)與門。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。其中，單板11工作在時(shí)鐘域A，單板12工作在時(shí)鐘域B，幀同步信號(hào)從單板11的D觸發(fā)器111經(jīng)過(guò)板間接口傳輸?shù)絾伟?2。用一個(gè)D觸發(fā)器直接鎖存得到工作在時(shí)鐘域B的幀同步信號(hào)，并對(duì)采樣后的幀同步信號(hào)提取上升沿(采用兩個(gè)D觸發(fā)器和一個(gè)與門的電路實(shí)現(xiàn)如圖1中121所示)。所述采樣提取上升沿電路實(shí)現(xiàn)了幀同步信號(hào)跨越時(shí)鐘域。
所述松耦合計(jì)數(shù)單元2，用于實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域時(shí)輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)，包括松耦合判斷調(diào)整子單元21和幀同步計(jì)數(shù)器22。下面對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器和松耦合判斷調(diào)整子單元分別進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
所述幀同步計(jì)數(shù)器22，也可以稱為本地時(shí)鐘域的計(jì)數(shù)器，是根據(jù)本地的時(shí)鐘的頻率設(shè)置一個(gè)周期與幀同步周期相同的計(jì)數(shù)器；所述設(shè)置是用幀同步周期與時(shí)鐘頻率的比值來(lái)確定幀同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)次數(shù)，其公式為幀同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)次數(shù)＝幀同步周期/時(shí)鐘頻率。為了更能清楚的說(shuō)明幀同步計(jì)數(shù)器的設(shè)置過(guò)程，現(xiàn)舉例進(jìn)行說(shuō)明。比如幀同步周期為10ms的計(jì)數(shù)器，如果本地時(shí)鐘的頻率為1MHz(就是說(shuō)時(shí)鐘周期為1us)，由上述公式可知，幀同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)次數(shù)為10ms/1us＝10000次，所以設(shè)計(jì)一個(gè)從0計(jì)到9999(一共加10000次)的計(jì)數(shù)器就可以實(shí)現(xiàn)10ms的幀同步周期。通過(guò)所述設(shè)置幀同步計(jì)數(shù)器而產(chǎn)生的幀同步信號(hào)可以保持穩(wěn)定、可靠的幀同步周期。但是，如果單純使用所述的幀同步計(jì)數(shù)器產(chǎn)生幀同步信號(hào)，由于幀同步計(jì)數(shù)器與主控單元沒(méi)有任何固定關(guān)系，產(chǎn)生的幀同步信號(hào)與主控單元的幀同步信號(hào)關(guān)系是任意的，也就是不確定的，因此，本地產(chǎn)生的幀同步周期與外部輸入的幀同步信號(hào)是完全不同步的。所以，直接使用幀同步計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的幀同步信號(hào)沒(méi)有任何意義。只有和松耦合判斷調(diào)整子單元相結(jié)合，才能使產(chǎn)生的幀同步周期與外部輸入的幀同步信號(hào)完全同步，發(fā)揮其最大的優(yōu)越性。
所述松耦合判斷調(diào)整子單元21，與幀同步計(jì)數(shù)器22和采樣提取上升沿電路1分別電連接，用于實(shí)現(xiàn)幀同步計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘周期與提取上升沿的幀同步信號(hào)的同步。所述松耦合判斷調(diào)整子單元包括判斷器211和調(diào)整器212(詳見圖4)，所述判斷器211與幀同步計(jì)數(shù)器22電連接，用于判斷幀同步計(jì)數(shù)器的當(dāng)前所處的位置；所述調(diào)整器212，與判斷器211和采樣提取上升沿電路1分別電連接，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。
在松耦合判斷調(diào)整子單元21的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，對(duì)跨時(shí)鐘域過(guò)來(lái)的幀同步信號(hào)(即圖3中在時(shí)鐘域2中D觸發(fā)器對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣并提取上升沿后的信號(hào))和本地幀同步計(jì)數(shù)器值進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果確定是否產(chǎn)生幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)，此過(guò)程如圖4所示。所述松耦合判斷調(diào)整子單元21實(shí)現(xiàn)幀同步計(jì)數(shù)器22與主控單元(或其它單元)過(guò)來(lái)的幀同步信號(hào)的同步。也就是說(shuō)，根據(jù)跨時(shí)鐘域幀同步信號(hào)的上升沿，判斷幀同步計(jì)數(shù)器的值是否為最大或最小的位置，若幀同步計(jì)數(shù)器的值為最大或最小，則不產(chǎn)生清零信號(hào)，否則，產(chǎn)生清零信號(hào)，即對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，這就是松耦合機(jī)制。
由于本發(fā)明采用松耦合機(jī)制，解決了直接跨時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)出現(xiàn)的抖動(dòng)。現(xiàn)有技術(shù)在硬件時(shí)序不滿足的情況下會(huì)出現(xiàn)如圖5所示的采樣不確定。當(dāng)時(shí)鐘域A的幀同步信號(hào)與時(shí)鐘域B的時(shí)鐘上升沿的相對(duì)關(guān)系ΔT(即建立時(shí)間Tsu)不滿足D觸發(fā)器需要的建立時(shí)間時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)象本來(lái)D觸發(fā)器應(yīng)該在A位置狀態(tài)變?yōu)楦唠娖?，結(jié)果到下一個(gè)時(shí)鐘周期即B狀態(tài)才變?yōu)楦唠娖?。這樣就出現(xiàn)了1個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)。
本發(fā)明的機(jī)制是在本地時(shí)鐘域使用幀同步計(jì)數(shù)器重新產(chǎn)生穩(wěn)定的幀同步信號(hào)，該幀同步計(jì)數(shù)器與異步時(shí)鐘域過(guò)來(lái)的幀同步信號(hào)進(jìn)行同步。但直接用跨時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)作為幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)時(shí)，會(huì)存在如圖6所示的問(wèn)題，所述圖6為本發(fā)明解決幀同步采樣的不確定性的示意圖。其中Max表示計(jì)數(shù)器的最大值，從0到Max為幀同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)周期。直接跨時(shí)鐘域的幀同步由于硬件時(shí)序可能不滿足，一般存在一個(gè)時(shí)鐘周期的不確定性，如圖中位置52和位置54(直接跨越時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)與本地幀同步計(jì)數(shù)器的可能出現(xiàn)的相對(duì)位置)。也就是說(shuō)由于存在一個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)，使得幀同步計(jì)數(shù)器有時(shí)計(jì)數(shù)到Max時(shí)被清零，有時(shí)計(jì)到0后又被清零。這樣就會(huì)導(dǎo)致最終生成的幀同步信號(hào)的抖動(dòng)。從以上分析我們可以看出直接跨時(shí)鐘域存在一個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)，那么我們可以通過(guò)放寬異步時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)和本地幀同步計(jì)數(shù)器的耦合程度即容忍一個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，這就是松耦合。具體的機(jī)制就是當(dāng)所述幀同步信號(hào)在位置1或位置2時(shí)，不對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器清零，而當(dāng)幀同步信號(hào)不在位置1或位置2時(shí)，對(duì)該幀同步計(jì)數(shù)器進(jìn)行立即清零，使幀同步計(jì)數(shù)器清零信號(hào)與與主控制單元的幀同步周期實(shí)現(xiàn)同步，以解決跨時(shí)鐘域時(shí)幀同步信號(hào)的抖動(dòng)問(wèn)題。
本發(fā)明在單板上電后，采用松耦合機(jī)制，使跨時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器清零，使幀同步計(jì)數(shù)器清零信號(hào)與與主控制單元的幀同步周期實(shí)現(xiàn)同步；然后幀同步計(jì)數(shù)器可以自己維持一個(gè)穩(wěn)定、嚴(yán)格的周期。這個(gè)周期與主控單元的幀同步周期的相位差是固定的，即兩者是同步的。以后的每個(gè)周期，幀同步信號(hào)不管是在位置1或位置2之間是怎么跳動(dòng)的，本地的幀同步計(jì)數(shù)器都不會(huì)受到它的影響。并且該方案還對(duì)抗外界因素變化導(dǎo)致硬件時(shí)序嚴(yán)重惡化的情況。通過(guò)松耦合判斷調(diào)整單元會(huì)用外部幀同步信號(hào)重新對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器清零進(jìn)行一次同步過(guò)程。所述松耦合的判斷條件可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，一般情況下判斷兩個(gè)位置即可。在接口時(shí)序可能抖動(dòng)較大的情況下可適當(dāng)增加一到兩個(gè)判斷位置(比如計(jì)數(shù)器為Max-1位置或者1位置時(shí)也進(jìn)行判斷)，即可實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)可靠地跨越時(shí)鐘域。
為了能進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明所解決的幀同步采樣的不確定性，下面還請(qǐng)參考圖7A、圖7B和圖7C，所述圖7A為幀同步采樣正常情況下的時(shí)序圖；圖7B是幀同步采樣異常情況下的示意圖；所述圖7C是采用本發(fā)明解決異常情況下一個(gè)時(shí)鐘周期抖動(dòng)的時(shí)序圖。在正常情況下，跨時(shí)鐘域后的幀同步信號(hào)周期穩(wěn)定(如圖7A所示)，所述周期為10(即0到9)。在異常情況下，即硬件時(shí)序不確定或不滿足時(shí)序要求時(shí)，跨時(shí)鐘域后的幀同步信號(hào)存在著抖動(dòng)現(xiàn)象(如圖7B中所示)。所述圖7B中的虛線為正確位置，旁邊的實(shí)線為抖動(dòng)后的位置，此時(shí)幀同步計(jì)數(shù)器就出現(xiàn)了7、8、9、0、0、1、2這樣的異常，也就是說(shuō)多計(jì)了一個(gè)“0”，這樣計(jì)數(shù)器的周期也發(fā)生了變化。而本發(fā)明采用了松耦合機(jī)制，可以有效地解決在異常情況下跨時(shí)鐘域后的幀同步信號(hào)出現(xiàn)的抖動(dòng)問(wèn)題。從圖中可知，如果跨時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)為高電平時(shí)本地幀同步計(jì)數(shù)器的值等于9或者0時(shí)，則為正常情況，不產(chǎn)生幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)，如果幀同步計(jì)數(shù)器的值不等于9或者0的位置時(shí)，則為異常情況，產(chǎn)生幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)。圖7C是采用了松耦合機(jī)制消除了異步跨時(shí)鐘域的幀同步的抖動(dòng)對(duì)本地幀同步計(jì)數(shù)器的影響，使得本地幀同步計(jì)數(shù)器可以產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。
本發(fā)明的關(guān)鍵是將本地自己產(chǎn)生幀同步周期信號(hào)與跨時(shí)鐘域的外部信號(hào)(幀同步信號(hào))進(jìn)行同步這兩方面有機(jī)的統(tǒng)一起來(lái)。通過(guò)本發(fā)明，在硬件時(shí)序不滿足或不確定時(shí)，特別是只能通過(guò)光纖傳輸數(shù)據(jù)的情況下，依然能夠?qū)崿F(xiàn)幀同步信號(hào)的嚴(yán)格同步。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)在跨越時(shí)鐘域時(shí)存在一定的不確定性，要消除這種不確定性，普遍的做法是依靠硬件時(shí)序。然而硬件時(shí)序有時(shí)是不能保證幀同步周期的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用了松耦合的機(jī)制，不依靠任何硬件時(shí)序的保證，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可靠地跨越時(shí)鐘域。
此外，本發(fā)明在寬帶碼分多趾WCDMA的基站設(shè)計(jì)中得到了很好的應(yīng)用。在基站中有些單元與主控單元沒(méi)有直接的數(shù)據(jù)通道傳送幀同步信號(hào)，只能通過(guò)其他單元將幀同步信號(hào)和數(shù)據(jù)一起轉(zhuǎn)發(fā)給該單元。為了解決跨時(shí)鐘域時(shí)的幀同步信號(hào)的不確定性，即跨時(shí)鐘域后的幀同步信號(hào)周期會(huì)出現(xiàn)1個(gè)時(shí)鐘周期的抖動(dòng)。而采用了松耦合計(jì)數(shù)單元產(chǎn)生了穩(wěn)定可靠的幀同步信號(hào)。使幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)與與主控制單元的幀同步周期實(shí)現(xiàn)同步。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，包括采樣提取上升沿電路，用于對(duì)主控單元時(shí)鐘域中的幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣，并將采樣后的幀同步信號(hào)提取上升沿；其特征在于，還包括松耦合計(jì)數(shù)單元，與采樣提取上升沿電路電連接，根據(jù)提取幀同步信號(hào)的上升沿確?？鐣r(shí)鐘域時(shí)采樣的確定性，用于實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域后依然保持穩(wěn)定的幀同步周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，其特征在于，所述松耦合計(jì)數(shù)單元包括幀同步計(jì)數(shù)器，是根據(jù)本地的時(shí)鐘頻率設(shè)置一個(gè)周期與幀同步周期相同的計(jì)數(shù)器；松耦合判斷調(diào)整子單元，與幀同步計(jì)數(shù)器和采樣提取上升沿電路分別電連接，用于實(shí)現(xiàn)本地幀同步計(jì)數(shù)器與提取上升沿的幀同步信號(hào)的同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，其特征在于，所述設(shè)置一個(gè)周期與幀同步周期相同的計(jì)數(shù)器是由幀同步周期與本地的時(shí)鐘頻率的比值來(lái)確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，其特征在于，松耦合判斷調(diào)整子單元具體包括判斷器，與幀同步計(jì)數(shù)器電連接，用于判斷幀同步計(jì)數(shù)器當(dāng)前所處的位置；調(diào)整器，與判斷器和采樣提取上升沿電路分別電連接，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否對(duì)幀同步計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，其特征在于，所述調(diào)整器至少包括兩個(gè)與門，一個(gè)與判斷器相連，另一個(gè)與采樣取上升沿電路相連，用于產(chǎn)生幀同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，其特征在于，采樣提取上升沿電路至少包括三個(gè)觸發(fā)器和一個(gè)與門，用于采樣從一個(gè)時(shí)鐘域到另一個(gè)時(shí)鐘域的幀同步信號(hào)并對(duì)其取上升沿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，其特征在于，所述跨時(shí)鐘域?yàn)橐粋€(gè)幀同步信號(hào)從一個(gè)時(shí)鐘的電路轉(zhuǎn)到另一個(gè)時(shí)鐘的電路中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)跨時(shí)鐘域的裝置，包括，采樣提取上升沿電路，用于對(duì)主控單元時(shí)鐘域中的幀同步信號(hào)進(jìn)行采樣，并提取其上升沿；松耦合計(jì)數(shù)單元，與采樣提取上升沿電路電連接，根據(jù)提取的上升沿信號(hào)確?？鐣r(shí)鐘域時(shí)采樣的確定性，用于實(shí)現(xiàn)幀同步信號(hào)跨時(shí)鐘域時(shí)輸出穩(wěn)定的幀同步周期，所述松耦合計(jì)數(shù)單元包括幀同步計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)本地的時(shí)鐘頻率設(shè)置一個(gè)與幀同步周期相同的時(shí)鐘周期；松耦合判斷調(diào)整子單元，用于實(shí)現(xiàn)幀同步計(jì)數(shù)器與提取上升沿的幀同步信號(hào)的同步。本發(fā)明以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活、容易實(shí)現(xiàn)以及不依靠硬件時(shí)序來(lái)實(shí)現(xiàn)跨越時(shí)鐘域時(shí)幀同步信號(hào)的可靠采樣，從而解決了周期信號(hào)(如幀同步信號(hào))跨越時(shí)鐘域時(shí)可能出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H04L7/08GK1812319SQ20051000275
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日
發(fā)明者夏敏, 李剛 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司