專利名稱：用于時(shí)鐘脈沖正向系統(tǒng)i/0的有效時(shí)鐘脈沖起始及停止裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，且尤其關(guān)于涉及時(shí)鐘脈沖正向次系統(tǒng)(clock forwarded subsystem)和電源管理。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)亦包含有總線橋以便有效管理處理器和一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)總線間二進(jìn)制信息的流量?？偩€橋亦可依據(jù)由處理器和一個(gè)或多個(gè)I/O裝置存取獨(dú)立內(nèi)存的可行性而協(xié)助系統(tǒng)內(nèi)快速緩沖貯存區(qū)相關(guān)連數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。各種系統(tǒng)組件可經(jīng)由總線橋而耦接至處理器。換句話說(shuō)，總線橋可直接連接至處理器，且因此可直接接收來(lái)自處理器的所有地址和數(shù)據(jù)信息?？偩€橋可依次將接收到的信息經(jīng)由適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)總線分配給適當(dāng)系統(tǒng)裝置。同樣地，從一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)裝置經(jīng)由不同系統(tǒng)所接收到的信息可以有系統(tǒng)的方式經(jīng)由總線橋傳送至處理器。
為了有系統(tǒng)地在兩個(gè)裝置間交換數(shù)據(jù)，可經(jīng)由用于高頻寬的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘脈沖正向接口連接這些裝置。時(shí)鐘脈沖正向接口借由使發(fā)送器為接收器提供可將傳輸數(shù)據(jù)拴鎖在接收器內(nèi)的正向時(shí)鐘脈沖而完成二進(jìn)制信息的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)移。然后接收器可利用其內(nèi)部時(shí)鐘脈沖為所接收到的二進(jìn)制信息取樣。發(fā)送器使由發(fā)送器所傳送的地址和/或數(shù)據(jù)與正向時(shí)鐘脈沖同步。
一般半導(dǎo)體裝置在操作期間會(huì)消耗電功率(即，將電能轉(zhuǎn)換成熱能)。由半導(dǎo)體裝置所消耗的電功率正比于半導(dǎo)體裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間的操作速度(或頻率)。半導(dǎo)體裝置的操作頻率愈高，由半導(dǎo)體裝置所產(chǎn)生的熱能愈大。在功率要求嚴(yán)格的應(yīng)用中，可能無(wú)法容忍不必要的功率消耗。因此，有些裝置可能需處于閑置裝態(tài)以便降低功率消耗。
除此之外，由半導(dǎo)體裝置所產(chǎn)生的噪聲量是正比于在任何時(shí)點(diǎn)切換的數(shù)字邏輯的數(shù)量。為了降低在時(shí)鐘脈沖正向I/O裝置內(nèi)的噪聲和功率消耗，一旦數(shù)據(jù)已經(jīng)拴鎖在接收器則切斷時(shí)鐘脈沖的傳送。
裝置的接收器在停止正向時(shí)鐘脈沖后會(huì)持續(xù)處理接收到的數(shù)據(jù)。在某些例子中，就算已經(jīng)沒(méi)有數(shù)據(jù)可接收，接收器邏輯時(shí)鐘脈沖仍可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以便當(dāng)發(fā)送器開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)和正向時(shí)鐘脈沖時(shí)可保持同步。
在時(shí)鐘脈沖正向I/O裝置內(nèi)，希望當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)需處理時(shí)可允許接收裝置進(jìn)入低功率狀態(tài)。因此，希望在接收器進(jìn)出其低功率狀態(tài)的同時(shí)亦可使來(lái)自發(fā)送器的正向時(shí)鐘脈沖和接收器的內(nèi)部接收邏輯時(shí)鐘脈沖之間能夠確保所需要的同步。
該裝置也包含有時(shí)鐘脈沖門電路(clock gate circuit)，此電路耦接至緩沖器且建構(gòu)成可提供第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。此時(shí)鐘脈沖選通電路也可建構(gòu)成當(dāng)在緩沖器內(nèi)出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)時(shí)起始第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)，且當(dāng)在緩沖器內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)停止第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。
在其它實(shí)施例中，裝置可包含有多個(gè)同步裝置，此同步裝置耦接至緩沖器。該多個(gè)同步裝置的每一個(gè)可建構(gòu)成拴鎖多個(gè)占位緩存器上其相對(duì)應(yīng)那一個(gè)的輸出。該多個(gè)占位緩存器的每一個(gè)亦可建構(gòu)成在已經(jīng)存取的緩沖器內(nèi)相對(duì)應(yīng)連續(xù)線上所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，且因應(yīng)接收到的有效重置信號(hào)后可重置。
上述的裝置具有可借由使正在時(shí)鐘脈沖正向I/O系統(tǒng)內(nèi)接收數(shù)據(jù)的裝置當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)可處理時(shí)可關(guān)斷其內(nèi)部的接收邏輯時(shí)鐘脈沖而降低裝置的電源消耗和噪聲的優(yōu)點(diǎn)。再者，此裝置亦允許正在時(shí)鐘脈沖正向I/O系統(tǒng)內(nèi)接收數(shù)據(jù)的裝置當(dāng)接收數(shù)據(jù)且準(zhǔn)備好供處理時(shí)可起始其內(nèi)部的接收邏輯時(shí)鐘脈沖。


本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)在閱讀下列詳細(xì)說(shuō)明及參考所伴隨附圖時(shí)將更加地顯而易見(jiàn)，在此第1圖為顯示使用時(shí)鐘脈沖正向的傳送裝置和接收裝置的一個(gè)實(shí)施例方塊圖。
第2圖為顯示包含有時(shí)鐘脈沖起始和停止裝置的接收器邏輯的一個(gè)實(shí)施例方塊圖。
雖然本發(fā)明可接受各種的修正和其它的形式，在圖中僅示其特殊的實(shí)施例以作為范例且將在下文中詳細(xì)說(shuō)明之?？墒菓?yīng)該可了解這些圖式和詳細(xì)說(shuō)明并不是用于將本發(fā)明局限在所揭露的特殊形式，相反地是希望涵蓋本發(fā)明在所附權(quán)利要求內(nèi)定義的精神和目的內(nèi)的所有修正、等效物和替代物。
最佳實(shí)施方式現(xiàn)參考第1圖，系顯示使用時(shí)鐘脈沖正向的傳送裝置和接收裝置的實(shí)施例的方塊圖。傳送裝置100是借由一對(duì)的連接線而耦接至接收裝置120。傳送裝置100經(jīng)由第一連接線傳送數(shù)據(jù)105至接收裝置120。數(shù)據(jù)105可包含有地址信息或數(shù)據(jù)信息或此二者。為了使數(shù)據(jù)105的信息保持同步，傳送裝置100亦經(jīng)由第二連接線傳送與數(shù)據(jù)105同步的傳送時(shí)鐘脈沖110。接收裝置120包含有接收器邏輯單元200，此邏輯單元200利用傳送時(shí)鐘脈沖110拴鎖此數(shù)據(jù)。接收裝置120亦包含有如鎖相環(huán)(PLL)時(shí)鐘脈沖130等的時(shí)鐘脈沖源，其提供接收裝置120用的主要時(shí)鐘脈沖。PLL時(shí)鐘脈沖130提供接收裝置120內(nèi)部邏輯和接收器邏輯200用的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。通常，PLL時(shí)鐘脈沖130當(dāng)提供電源給接收裝置120時(shí)可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。如將在下文中更詳細(xì)說(shuō)明，接收器邏輯200包含有時(shí)鐘脈沖選通電路，此時(shí)鐘脈沖選通電路允許時(shí)鐘脈沖可停止部分的邏輯，因而降低接收裝置120的功率消耗和噪聲產(chǎn)生。注意雖然在此所討論的是一對(duì)連接線，但是在傳送裝置100和接收裝置120之間可能會(huì)有更多的連接線。僅討論兩條線是為了討論的方便性和簡(jiǎn)潔性。
現(xiàn)參考第2圖，系顯示包含有時(shí)鐘脈沖起始和停止裝置的接收器邏輯的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖。對(duì)應(yīng)于第1圖中的那些電路組件為了簡(jiǎn)潔性是使用相同的數(shù)字標(biāo)示。第2圖的接收器邏輯單元200包含有數(shù)據(jù)緩沖器205，將此數(shù)據(jù)緩沖器205耦接成可接收來(lái)自數(shù)據(jù)105和傳輸時(shí)鐘脈沖110的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩沖器205包含有N個(gè)位已占用緩存器206。接收器邏輯單元200亦包含有未下載指針220，此未下載指針220耦接至N至1數(shù)據(jù)輸出多路調(diào)制器215。同步裝置225耦接至數(shù)據(jù)緩沖器205。同步裝置225亦耦接至N至1位已占用多路調(diào)制器230。時(shí)鐘脈沖選通電路250耦接至N至1位已占用多路調(diào)制器230及有效的選通正反器(strobe flip-flop)240。
典型的時(shí)鐘脈沖門電路所包含的邏輯建構(gòu)成可利用致能和禁能信號(hào)而選通和停止至邏輯方塊的時(shí)鐘脈沖源。時(shí)鐘脈沖門電路250借由提供核心時(shí)鐘脈沖245產(chǎn)生新的時(shí)鐘脈沖域，其如將在下文中說(shuō)明的是由在接收器邏輯單元200中的邏輯使用。提供PLL時(shí)鐘脈沖130給AND閘253的其中一輸入而將選通信號(hào)254提供給AND閘253的另一個(gè)輸入。AND閘253的輸出為核心時(shí)鐘脈沖245。利用負(fù)緣、防干擾波的正反器255產(chǎn)生選通信號(hào)254。防干擾波的正反器255在PLL時(shí)鐘脈沖130的下降邊緣拴鎖OR閘251的輸出，此乃因?yàn)榉聪嗥?52將PLL時(shí)鐘脈沖130反相。在PLL時(shí)鐘脈沖130的下降邊緣將防干擾波的正反器255的輸入拴鎖可確保輸入數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的，因?yàn)樗衅渌壿嬍窃谏仙吘売|發(fā)，因而可避免在防干擾波正反器255的輸出端發(fā)生雜亂波。時(shí)鐘脈沖門電路250是由核心忙碌260信號(hào)或核心運(yùn)轉(zhuǎn)261信號(hào)等兩個(gè)信號(hào)而選通。假如任何一個(gè)信號(hào)是在邏輯1，則核心時(shí)鐘脈沖245是在運(yùn)轉(zhuǎn)模式。否則核心時(shí)鐘脈沖245將停止。核心忙碌260信號(hào)可能來(lái)自任何內(nèi)部接至接收器邏輯200的來(lái)源，接收器邏輯200需要核心時(shí)鐘脈沖245以便運(yùn)轉(zhuǎn)且將不再進(jìn)一步說(shuō)明。核心運(yùn)轉(zhuǎn)261信號(hào)的產(chǎn)生將在下文中進(jìn)一步說(shuō)明。
數(shù)據(jù)緩沖器205經(jīng)由第2圖的輸入數(shù)據(jù)105接收來(lái)自另一個(gè)裝置或電路，如第1圖中的傳送裝置100的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩沖器205拴鎖在傳送時(shí)鐘脈沖110上升邊緣所接收到的數(shù)據(jù)。加載指針210指示數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)下一個(gè)可獲得的位置且經(jīng)由這些地址隨的而來(lái)的步驟。數(shù)據(jù)緩沖器205是由連續(xù)的內(nèi)存位置組成，在此數(shù)據(jù)可以先進(jìn)先出結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存。每一個(gè)內(nèi)存位置包含有相對(duì)應(yīng)的位已占用緩存器206，此緩存器206當(dāng)設(shè)定時(shí)表示此新數(shù)據(jù)已經(jīng)儲(chǔ)存在內(nèi)存位置內(nèi)。一旦已經(jīng)存取在特殊位置內(nèi)的數(shù)據(jù)，則重置表示此位置目前可用于新數(shù)據(jù)的相對(duì)應(yīng)位已占用緩存器206。
因?yàn)橐褦?shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)的位置且已設(shè)定位已占用緩存器206，所以同步裝置225拴鎖位已占用緩存器206內(nèi)的值。同步裝置225可包含有用于位已占用緩存器的一對(duì)正反器。借由使用此對(duì)正反器，其花費(fèi)兩個(gè)PLL時(shí)鐘脈沖130的時(shí)鐘脈沖周期即可拴鎖在位已占用緩存器206內(nèi)的值。同步裝置225內(nèi)各正反器對(duì)的輸出為N至1已占用位多路調(diào)制器的輸入之一。
未下載指針220在起始時(shí)重置在與加載指針210的起始位置相同的位置。未下載指針220是由核心時(shí)鐘脈沖245計(jì)時(shí)，而加載指針210則由傳輸時(shí)鐘脈沖110計(jì)時(shí)。此計(jì)時(shí)方案允許獨(dú)立的加載和未下載操作。未下載指針220控制在數(shù)據(jù)輸出多路調(diào)制器215和N至1位已占用多路調(diào)制器230的選擇線，因此可同時(shí)指示數(shù)據(jù)及其相對(duì)應(yīng)的已占用位。未下載指針220是借由有效的選通241信號(hào)和主動(dòng)的核心時(shí)鐘脈沖245增加。傳輸經(jīng)過(guò)N至1已占用位多路調(diào)制器230且利用有效選通正反器240拴鎖的設(shè)定完成的已占用位產(chǎn)生有效選通241。有效選通241信號(hào)亦用于重置數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)對(duì)應(yīng)于已存取數(shù)據(jù)位置的位已占用緩存器206。在數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)包含有新數(shù)據(jù)的每一個(gè)位置將使其相對(duì)應(yīng)的位已占用緩存器被設(shè)定。N至1位已占用多路調(diào)制器230的輸出為核心運(yùn)轉(zhuǎn)261信號(hào)。主動(dòng)的核心運(yùn)轉(zhuǎn)261信號(hào)將使得核心時(shí)鐘脈沖245運(yùn)轉(zhuǎn)。只要在數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)有新的數(shù)據(jù)，核心時(shí)鐘脈沖245將可運(yùn)轉(zhuǎn)。只要核心時(shí)鐘脈沖245已經(jīng)由核心忙碌260信號(hào)致能則可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。傳輸時(shí)鐘脈沖110在所有數(shù)據(jù)均已儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)時(shí)將停止?？墒?，因?yàn)閿?shù)據(jù)緩沖器205可單獨(dú)儲(chǔ)存和存取數(shù)據(jù)，核心時(shí)鐘脈沖245將連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)且將連續(xù)存取數(shù)據(jù)直到數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)的所有數(shù)據(jù)均已存取。
假設(shè)PLL時(shí)鐘脈沖130至少是以較傳輸時(shí)鐘脈沖110快的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，則傳輸時(shí)鐘脈沖主邏輯將假設(shè)在數(shù)據(jù)緩沖器205內(nèi)永遠(yuǎn)有空間。如上所述，利用兩個(gè)正反器的同步裝置可在兩個(gè)時(shí)鐘脈沖周期內(nèi)將已占用位拴鎖。假設(shè)數(shù)據(jù)緩沖器205的切換時(shí)間輸出遠(yuǎn)小于核心時(shí)鐘脈沖245的周期，則一旦已占用位是在同步裝置225的第二正反器的輸出則可存取此數(shù)據(jù)。因此，為了確保數(shù)據(jù)緩沖器205不會(huì)溢位，所以必須包含足夠的內(nèi)存位置以便儲(chǔ)存在使已占用位和起始核心時(shí)鐘脈沖245同步的時(shí)間內(nèi)所抵達(dá)的數(shù)據(jù)量。
一旦全部了解上述說(shuō)明則任何的變動(dòng)和修正對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。下文中說(shuō)明的權(quán)利要求將可涵蓋所有的這些變動(dòng)和修正。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以用于時(shí)鐘脈沖正向次系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于在時(shí)鐘脈沖正向I/O系統(tǒng)內(nèi)起始和停止時(shí)鐘脈沖裝置，該裝置包含有耦接成可從數(shù)據(jù)源接收輸入數(shù)據(jù)的緩沖器(205)，其中所述的緩沖器是由所述的數(shù)據(jù)源所提供的第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)(110)計(jì)時(shí)，其中所述的緩沖器是建構(gòu)成因應(yīng)所述的第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)儲(chǔ)存在多個(gè)連續(xù)線上的所述的輸入數(shù)據(jù)；其中所述的緩沖器是建構(gòu)成在多個(gè)占位緩存器(206)上儲(chǔ)存的多個(gè)位，其中每一個(gè)多個(gè)占位緩存器表示在緩沖器內(nèi)相對(duì)應(yīng)連續(xù)線上出現(xiàn)數(shù)據(jù)；時(shí)鐘脈沖門電路(250)，耦接至所述的緩沖器且建構(gòu)成可提供第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)；其中所述的時(shí)鐘脈沖門電路是建構(gòu)成當(dāng)在所述的緩沖器內(nèi)出現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)時(shí)可起始所述的第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)，及當(dāng)在所述的緩沖器內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)停止所述的第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包含有多個(gè)同步裝置(225)，此同步裝置耦接至所述的緩沖器，其中所述的多個(gè)同步裝置的每一個(gè)均建構(gòu)成可拴鎖所述的多個(gè)位已占用緩存器內(nèi)相對(duì)應(yīng)的哪一個(gè)輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，還包含有已占位的多路調(diào)制器(230)，此多路調(diào)制器耦接至所述的多個(gè)同步裝置且建構(gòu)成可提供所述的多個(gè)同步裝置的其中一個(gè)的輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述的已占位的多路調(diào)制器進(jìn)一步建構(gòu)成可選擇由所述的未下載指針表示的輸入。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述的多個(gè)同步裝置的每一個(gè)的所述的輸出表示是否在所述的緩沖器內(nèi)所述的相對(duì)應(yīng)連續(xù)線上的數(shù)據(jù)是有效的。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的緩沖器進(jìn)一步建構(gòu)成利用未下載指針而不下載數(shù)據(jù)，此未下載指針是利用所述的第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)拴鎖。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述的緩沖器進(jìn)一步建構(gòu)成可做為先進(jìn)先出緩沖器。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的多個(gè)位已占用緩存器的每一個(gè)進(jìn)一步建構(gòu)成在已經(jīng)存取緩沖器內(nèi)相對(duì)應(yīng)連續(xù)線上的所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)且因應(yīng)接收到的有效重置信號(hào)后可重置。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的時(shí)鐘脈沖門電路進(jìn)一步建構(gòu)成假如核心控制信號(hào)為主動(dòng)則起始所述的第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。
10.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述的多個(gè)同步裝置的每一個(gè)均包含有一對(duì)的正反器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于時(shí)鐘脈沖正向系統(tǒng)I/O的有效時(shí)鐘脈沖起始和停止之裝置。該裝置可包含有緩沖器(205)，耦接成可從數(shù)據(jù)源接收輸入信號(hào)。此緩沖器是利用由數(shù)據(jù)源所提供之第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)(110)計(jì)時(shí)。此緩沖器系建構(gòu)成因應(yīng)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)儲(chǔ)存在多個(gè)連續(xù)線上的輸入數(shù)據(jù)。緩沖器還建構(gòu)成在許多已占位緩存器(206)中存儲(chǔ)許多個(gè)位。每一個(gè)占位緩存器表示在緩沖器內(nèi)相對(duì)應(yīng)連續(xù)線上出現(xiàn)數(shù)據(jù)。本裝置還包含有時(shí)鐘脈沖門電路(250)，耦接至緩沖器且建構(gòu)成可提供第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。此時(shí)鐘脈沖門電路進(jìn)一步建構(gòu)成當(dāng)在緩沖器內(nèi)出現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)時(shí)可起始第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)及當(dāng)在緩沖器內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)停止第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F1/04GK1446330SQ01814051
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月11日
發(fā)明者P·C·米瑞達(dá), B·D·麥克米安 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司