本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路及處理器。
背景技術(shù):
常見的脈沖同步電路結(jié)構(gòu)如附圖1所示。通過“脈沖-電平變化-電平同步-電平變化檢測-脈沖”這樣的流程,可以將輸入脈沖信號準(zhǔn)確的同步為目標(biāo)時鐘域的輸出脈沖信號。
現(xiàn)有脈沖同步電路雖然可以完成脈沖的同步功能,但是當(dāng)輸入或者輸出端電路發(fā)生復(fù)位操作時,由于“脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路101”或“電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路102”內(nèi)部的電平值可能會由1被復(fù)位為0,使得兩者的電平狀態(tài)不再相等,從而導(dǎo)致“電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路102”在比對其與通過同步傳輸單元103同步過來的“脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路101”的電平狀態(tài)值時,會誤以為檢測到了“脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路101”的電平變化并相應(yīng)的產(chǎn)生了錯誤的輸出脈沖信號;這一問題限制了該同步電路的應(yīng)用范圍,并使得其存在潛在錯誤可能性,嚴(yán)重時甚至?xí)绊懻麄€芯片的功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路,通過修正“脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路”或“電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路”的電平狀態(tài)值來避免錯誤的輸出脈沖信號的產(chǎn)生,以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路,包括:脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路,用于根據(jù)所接收的輸入脈沖信號變化其所記錄的第一電平狀態(tài)值并輸出;其中,所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路還能根據(jù)所接收的第一復(fù)位信號復(fù)位其所記錄的第一電平狀態(tài)值;電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路,其通過第一同步傳輸單元連接所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端以獲取所述第一電平狀態(tài)值,并在比較其所記錄的第二電平狀態(tài)值與傳遞來的所述第一電平狀態(tài)值不同的情況下產(chǎn)生輸出脈沖信號,且更新所記錄第二狀態(tài)電平值至與第一電平狀態(tài)值一致;其中,所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路還能根據(jù)所接收的第二復(fù)位信號復(fù)位其第二電平狀態(tài);第一復(fù)位指示器,用于在獲取到輸入至脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路的所述第一復(fù)位信號的情況下,產(chǎn)生第一復(fù)位指示值輸出;第二復(fù)位指示器,用于在獲取到輸入至電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路的所述第二復(fù)位信號的情況下,產(chǎn)生第二復(fù)位指示值輸出;第一復(fù)位狀態(tài)修正電路,其輸入端通過第二同步傳輸單元連接所述第二復(fù)位指示器的輸出端,其輸出端連接所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端,用于在接收到第二復(fù)位指示值的情況下,修正所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路所記錄的第一電平狀態(tài)值至與復(fù)位后的所述第二電平狀態(tài)一致;第二復(fù)位狀態(tài)修正電路,其輸入端通過第三同步傳輸單元連接所述第一復(fù)位指示器的輸出端,其輸出端連接所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路的輸入端,用于在接收到第一復(fù)位指示值的情況下,修正所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路所記錄的第二電平狀態(tài)值至與復(fù)位后的所述第一電平狀態(tài)一致。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一同步傳輸單元、第二同步傳輸單元及第三同步傳輸單元均由多個寄存器級聯(lián)而成。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一同步傳輸單元、第二同步傳輸單元及第三同步傳輸單元均由相同數(shù)量的多個寄存器級聯(lián)而成。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述多個寄存器的數(shù)量為兩個。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一復(fù)位指示器和/或第二復(fù)位指示器為寄存器。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路包括延時電路,以延遲其比較第一電平狀態(tài)值和第二電平狀態(tài)值的時間不早于所述第一電平狀態(tài)值得到修正的時間。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路工作于第一時鐘域,所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路工作于第二時鐘域。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一復(fù)位狀態(tài)修正電路工作于所述第一時鐘域,所述第二復(fù)位狀態(tài)修正電路工作于所述第二時鐘域。
于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一時鐘域及第二時鐘域的參考時鐘頻率不同。
為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種處理器,包括所述的具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路。
如上所述,本發(fā)明提供具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路及處理器,所述具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路實(shí)現(xiàn):當(dāng)脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路因復(fù)位而發(fā)生電平狀態(tài)變化時,第一復(fù)位指示器輸出指示值至第二復(fù)位狀態(tài)修正電路以令其修正電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路的電平狀態(tài)至與脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路一致;或者,當(dāng)電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路因復(fù)位而發(fā)生電平狀態(tài)變化時,第二復(fù)位指示器輸出指示值至第一復(fù)位狀態(tài)修正電路以令其修正脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路的電平狀態(tài)至與電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路一致;從而使得電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路在進(jìn)行電平狀態(tài)比對時不會受到復(fù)位產(chǎn)生的電平狀態(tài)變化的影響,避免產(chǎn)生錯誤的脈沖信號,保證了同步的正確性和安全性。
附圖說明
圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中脈沖同步電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2顯示為本發(fā)明一實(shí)施例中的脈沖同步電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3顯示為本發(fā)明一實(shí)施例中的電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行修正的時序示意圖。
圖4顯示為本發(fā)明一實(shí)施例中的脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行修正的時序示意圖。
元件標(biāo)號說明
101 脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路
102 電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路
103 同步傳輸單元
201 脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路
202 電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路
203 第一復(fù)位指示器
204 第二復(fù)位指示器
205 第一復(fù)位狀態(tài)修正電路
206 第二復(fù)位狀態(tài)修正電路
207 第一同步傳輸單元
208 第二同步傳輸單元
209 第三同步傳輸單元
具體實(shí)施方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用,本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用,在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是,在不沖突的情況下,以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
需要說明的是,以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想,遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制,其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變,且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
本發(fā)明的技術(shù)方案,是關(guān)于脈沖同步電路的設(shè)計(jì),通過檢測位于不同時鐘域的兩端電路復(fù)位時的電平變化情況并指示,從而據(jù)以修正對端的電平狀態(tài)至一致,來避免因復(fù)位引起的電平變化導(dǎo)致錯誤的輸出脈沖。
如圖2所示,顯示本發(fā)明的具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路的電路結(jié)構(gòu),其中,所述脈沖同步電路包括:脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201、電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202、第一復(fù)位指示器203、第二復(fù)位指示器204、第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205、第二復(fù)位狀態(tài)修正電路206、第一同步傳輸單元207、第二同步傳輸單元208、及第三同步傳輸單元209;其中,脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201和第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205可工作于第一參考時鐘頻率而屬于第一時鐘域的電路,電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202和第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205可工作于第二參考時鐘頻率而屬于第二時鐘域的電路,第一參考時鐘頻率和第二參考時鐘頻率可不同,而脈沖同步電路即實(shí)現(xiàn)不同時鐘域間的脈沖信號同步。
所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201,用于根據(jù)所接收的輸入脈沖信號變化其所記錄的第一電平狀態(tài)值并輸出,于一實(shí)施例中,例如在接收到一脈沖信號時,其可表現(xiàn)為例如所述脈沖信號的下降沿到來時,若當(dāng)前第一電平狀態(tài)值為0(即低電平),則可進(jìn)行電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)?(即高電平);并且,所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201還能根據(jù)所接收的第一復(fù)位信號復(fù)位其所記錄的第一電平狀態(tài)值,在一實(shí)施例中,所述第一復(fù)位信號可為一段時間內(nèi)的0信號,若當(dāng)前第一電平狀態(tài)值為1,則在接收到第一復(fù)位信號時,則第一電平狀態(tài)值從1復(fù)位至0。
所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202,其通過第一同步傳輸單元207連接所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201的輸出端以獲取所述第一電平狀態(tài)值,并在比較其所記錄的第二電平狀態(tài)值與傳遞來的所述第一電平狀態(tài)值不同的情況下產(chǎn)生輸出脈沖信號,且更新所記錄第二狀態(tài)電平值至與第一電平狀態(tài)值一致。舉例來說,所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202的當(dāng)前第二電平狀態(tài)值為0,在接收到第一電平狀態(tài)值為1之后,進(jìn)行比較且發(fā)現(xiàn)不一致,其即產(chǎn)生脈沖輸出,且將第二電平狀態(tài)值翻轉(zhuǎn)至與所述第一電平狀態(tài)值一致為1以表示更新,等待下一次比對。
于一實(shí)施例中,所述第一同步傳輸單元207可以是多個寄存器級聯(lián)而成,例如圖2中所示的2個寄存器,用于將第一電平狀態(tài)值從脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201同步傳輸至電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202,當(dāng)然,采用寄存器同步會有一定的延時。
并且,所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202還能根據(jù)所接收的第二復(fù)位信號復(fù)位其第二電平狀態(tài),例如,所述第二復(fù)位信號可為一段時間內(nèi)的0信號,電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202的當(dāng)前所記錄第二電平狀態(tài)值為1,則在其受到第二復(fù)位信號后,將其所記錄的第二電平狀態(tài)值翻轉(zhuǎn)為0以表示更新。
所述第一復(fù)位指示器203,用于在獲取到輸入至脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201的所述第一復(fù)位信號的情況下,產(chǎn)生第一復(fù)位指示值輸出。于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第一復(fù)位指示器203可為一寄存器,其可僅有一位,以1表示脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201被復(fù)位的狀態(tài),以0表示脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201未復(fù)位的狀態(tài),在一實(shí)施例中,所述第一復(fù)位指示器203可通過讀取脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201輸入端的第一復(fù)位信號的方式來改變狀態(tài),第一復(fù)位指示器203將第一復(fù)位信號1->0轉(zhuǎn)換為第一復(fù)位指示值0->1輸出;并且,第一復(fù)位信號結(jié)束后由0->1,隨后該第一復(fù)位指示器203的值由1->0而完成自動清零;當(dāng)然,在其它實(shí)施例中,所述第一復(fù)位指示器203亦可檢測所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201所記錄的第一電平狀態(tài)值來決定輸出的第一復(fù)位指示值亦可。
第二復(fù)位指示器204,用于在獲取到輸入至電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202的所述第二復(fù)位信號的情況下,產(chǎn)生第二復(fù)位指示值輸出。于本發(fā)明的一實(shí)施例中,所述第二復(fù)位指示器204可為一寄存器,其可僅有一位,以1表示電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202被復(fù)位的狀態(tài),以0表示電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202未復(fù)位的狀態(tài),在一實(shí)施例中,所述第二復(fù)位指示器204可通過讀取電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202輸入端的第二復(fù)位信號的方式來改變狀態(tài),第二復(fù)位指示器204將第二復(fù)位信號1->0轉(zhuǎn)換為第二復(fù)位指示值0->1輸出;并且,第二復(fù)位信號結(jié)束后由0->1,隨后該第二復(fù)位指示器204的值由1->0而完成自動清零;當(dāng)然,在其它實(shí)施例中,所述第二復(fù)位指示器204亦可檢測所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202所記錄的第二電平狀態(tài)值來決定輸出的第二復(fù)位指示值亦可。
所述第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205,其輸入端通過第二同步傳輸單元208連接所述第二復(fù)位指示器204的輸出端,其輸出端連接所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201的輸入端,用于在接收到第二復(fù)位指示值的情況下,修正所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201所記錄的第一電平狀態(tài)值至與復(fù)位后的所述第二電平狀態(tài)一致。舉例來說,所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202進(jìn)行復(fù)位,第二電平狀態(tài)值變?yōu)?,第二復(fù)位指示器204所輸出第二復(fù)位指示值變?yōu)?,第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205接收到該第二復(fù)位指示值1后,將脈沖-電平轉(zhuǎn)換器所記錄的第一電平狀態(tài)值亦修正為與第二電平狀態(tài)值一致的0。
于一實(shí)施例中,所述第二同步傳輸單元208亦可由多個寄存器級聯(lián)而成,在本實(shí)施例中,其優(yōu)選為與第一同步傳輸單元207相同數(shù)量的2個,來保證同步傳輸?shù)难訒r相同,但在其他實(shí)施例中并非以此為限。
所述第二復(fù)位狀態(tài)修正電路206,其輸入端通過第三同步傳輸單元209連接所述第一復(fù)位指示器203的輸出端,其輸出端連接所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202的輸入端,用于在接收到第一復(fù)位指示值的情況下,修正所述電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202所記錄的第二電平狀態(tài)值至與復(fù)位后的所述第一電平狀態(tài)一致。舉例來說,所述脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201進(jìn)行復(fù)位,第一電平狀態(tài)值變?yōu)?,第一復(fù)位指示器203所輸出第一復(fù)位指示值變?yōu)?,第二復(fù)位狀態(tài)修正電路206接收到該第一復(fù)位指示值1后,將電平-脈沖轉(zhuǎn)換器所記錄的第二電平狀態(tài)值亦修正為與第一電平狀態(tài)值一致的0;優(yōu)選的,為避免電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202將復(fù)位時的第一電平狀態(tài)值(可能為0)和所記錄的第二電平狀態(tài)值(未修正的情況下可能還是為1)進(jìn)行比對,因此,該比對動作應(yīng)當(dāng)在對第二電平狀態(tài)值修正之后或之時發(fā)生,因此,電平-脈沖轉(zhuǎn)換器內(nèi)可設(shè)有延時電路,來延遲第一電平狀態(tài)值被同步至第二時間域的時間以令其不早于第一復(fù)位指示被同步至第二時間域的時間。
請參閱圖3及圖4,以具體說明本發(fā)明的脈沖同步電路如何避免錯誤輸出脈沖信號的產(chǎn)生。
如圖3所示,①~③是一個正常的同步過程;在正常工作時,該電路的同步邏輯與傳統(tǒng)脈沖同步電路相同,將輸入脈沖信號經(jīng)過脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201轉(zhuǎn)換為第一電平狀態(tài)值的翻轉(zhuǎn)變化,再通過第一同步傳輸單元207(本實(shí)施例中為兩級寄存器)被同步至第二時鐘域;電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202在檢測到第一電平狀態(tài)值翻轉(zhuǎn)而與第二電平狀態(tài)值不同時,產(chǎn)生相應(yīng)的輸出脈沖信號,完成同步過程。
在④時刻,第一復(fù)位信號開始有效(本實(shí)施例中為低電平有效),第一時鐘域內(nèi)的電路都被復(fù)位,脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201內(nèi)的第一電平狀態(tài)值由1被復(fù)位為0。此時,第一復(fù)位指示器203開始工作,其輸出的第一復(fù)位指示值為1,通過第三同步傳輸單元209(本實(shí)施例中為兩級寄存器),在⑤時刻第一復(fù)位指示值的變化被第二復(fù)位狀態(tài)修正電路206檢測到;在⑥時刻,第二復(fù)位狀態(tài)修正電路206將電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202內(nèi)的第二電平狀態(tài)值由1修正為0。為了保證不會有錯誤的輸出脈沖產(chǎn)生,需要確保第一復(fù)位指示值不晚于第一電平狀態(tài)值被同步至第二時鐘域,所以除了兩級同步寄存器的延時外,電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202內(nèi)部還會對第一電平狀態(tài)值的同步結(jié)果延遲一個時鐘周期,這樣當(dāng)電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202進(jìn)行第一和第二電平狀態(tài)值比較時,第二電平狀態(tài)值已經(jīng)被修正,因此不會產(chǎn)生錯誤的輸出脈沖。當(dāng)輸入端復(fù)位操作結(jié)束后(由第一復(fù)位信號從0->1消失所決定,但到復(fù)位操作結(jié)束之間可能存在延時),第一復(fù)位指示器203會自動清零,此時第一電平狀態(tài)值和第二電平狀態(tài)值相等,若電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202進(jìn)行電平比較不會有錯誤輸出脈沖產(chǎn)生,脈沖同步電路可以繼續(xù)正常工作。
如圖4所示,展示第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205對脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201進(jìn)行修正的時序圖,①~③所示,同前一實(shí)施例的正常同步過程,不作贅述;在④時刻,第二復(fù)位信號2開始有效,第二時鐘域內(nèi)的電路都被復(fù)位,電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202內(nèi)的第二電平狀態(tài)值由1被復(fù)位為0,此時,第二復(fù)位指示器204開始工作,其所輸出第二復(fù)位指示值為1。經(jīng)過第二同步傳輸單元208(在本實(shí)施例中為兩級同步寄存器)的同步,第一復(fù)位狀態(tài)修正電路205在⑤時刻檢測到第二復(fù)位指示值的電平變化;隨后在⑥時刻,第一復(fù)位狀態(tài)修正電路2051將脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201內(nèi)的第一電平狀態(tài)值由1修正為0;當(dāng)脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路201復(fù)位操作結(jié)束,第二復(fù)位指示器204會自動清零,此時第一電平狀態(tài)值和第二電平狀態(tài)值仍然相等,若電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路202進(jìn)行電平比較不會有錯誤輸出脈沖產(chǎn)生,脈沖同步電路可以繼續(xù)正常工作。
本發(fā)明的具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路可應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)、SOC設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì),因此,本發(fā)明還可提供一種處理器(例如SOC或其它處理器芯片),包括所述的具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路。
綜上所述,本發(fā)明提供具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路及處理器,所述具有安全復(fù)位功能的脈沖同步電路實(shí)現(xiàn):當(dāng)脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路因復(fù)位而發(fā)生電平狀態(tài)變化時,第一復(fù)位指示器輸出指示值至第二復(fù)位狀態(tài)修正電路以令其修正電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路的電平狀態(tài)至與脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路一致;或者,當(dāng)電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路因復(fù)位而發(fā)生電平狀態(tài)變化時,第二復(fù)位指示器輸出指示值至第一復(fù)位狀態(tài)修正電路以令其修正脈沖-電平轉(zhuǎn)換電路的電平狀態(tài)至與電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路一致;從而使得電平-脈沖轉(zhuǎn)換電路在進(jìn)行電平狀態(tài)比對時不會受到復(fù)位產(chǎn)生的電平狀態(tài)變化的影響,避免產(chǎn)生錯誤的脈沖信號,保證了同步的正確性和安全性。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。