專利名稱：異步抖動減小技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在讀、寫時鐘異步時用于減小向存儲器讀取數(shù)據(jù)以及 隨后從存儲器寫入數(shù)據(jù)時的抖動的技術(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的數(shù)字存儲器，例如先進(jìn)先出設(shè)備(FIF0)，響應(yīng)于系統(tǒng)時 鐘所生成的周期性時鐘信號來操作。對于FIF0設(shè)備，在接收到連續(xù)的 寫時鐘脈沖時，向連續(xù)位置寫入數(shù)據(jù)?；谕瑯拥睦碛?，在接收到連 續(xù)的讀時鐘脈沖時，從先前寫入了數(shù)據(jù)的每個連續(xù)位置中讀取數(shù)據(jù)。 讀和寫時鐘之間動態(tài)的相位及頻率差造成了抖動。增加讀時鐘頻率將 減少抖動的發(fā)生。然而，在諸如FIFO之類的設(shè)備中，增加讀時鐘頻率 而不相應(yīng)地增加寫時鐘頻率可能導(dǎo)致對設(shè)備讀取太迅速。增加寫時鐘 頻率將克服這種困難。然而，并不總是能夠增加寫時鐘頻率。這樣，需要一種用來訪問存儲器設(shè)備中寫入的數(shù)據(jù)的技術(shù)來克服 上述缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容簡而言之，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種用于以減小的抖動從存儲器中讀取數(shù)據(jù)的方法。該方法著手應(yīng)用以Xfn的頻率提供的連續(xù)讀 時鐘脈沖，其中X是整數(shù)，并且fn是寫時鐘頻率。向存儲器設(shè)備提供
連續(xù)的讀地址(每一個具有給定的持續(xù)時間)，以標(biāo)識出連續(xù)的相應(yīng)位 置，從這些位置讀取數(shù)據(jù)。響應(yīng)于讀取數(shù)據(jù)的速度，改變這些連續(xù)地址中的至少一個的持續(xù)時間，以跳過或重復(fù)局部樣本(fractional sample),以便使得在讀取存儲器時能夠減小抖動，同時確保不會以太 高的速度讀出數(shù)據(jù)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的存儲器電路的示意框圖，該 電路實(shí)現(xiàn)了以減小的抖動讀取數(shù)據(jù)；圖2示出了具有同步讀、寫時鐘脈沖的FIFO存儲器的一組時序 圖，這不會導(dǎo)致跳過數(shù)據(jù)樣本；圖3示出了具有異步讀、寫時鐘脈沖的FIFO存儲器的一組時序 圖，這需要跳過數(shù)據(jù)樣本；圖4示出了具有異步讀、寫時鐘脈沖的FIFO存儲器的一組時序 圖，這需要重復(fù)數(shù)據(jù)樣本；圖5示出了圖1所示的FIFO存儲器的一組時序圖，其中讀時鐘 頻率是寫時鐘頻率的倍數(shù)，并且在必要時根據(jù)本發(fā)明來跳過或重復(fù)局 部樣本，以避免太過迅速地讀取FIFO。
具體實(shí)施方式
圖1示出了由先進(jìn)先出類型存儲器12構(gòu)成的存儲器電路10，其 操作來同時讀取和寫入數(shù)據(jù)。FIFO 12具有"寫數(shù)據(jù)"輸入14，用于 接收(寫入)數(shù)據(jù)以進(jìn)行存儲，以及"寫地址"總線16，用于接收寫 地址。"寫地址"總線16上接收到的每個寫地址指定FIFO 12中相應(yīng) 的存儲位置，以便接收"寫數(shù)據(jù)"輸入14上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。當(dāng)在"寫時 鐘"輸入18處接收到周期性時鐘脈沖同時FIFO在"寫使能"輸入19 上接收到預(yù)定邏輯狀態(tài)的"寫使能"信號時，F(xiàn)IFO 12就向相應(yīng)存儲 位置中寫入數(shù)據(jù)。實(shí)際上，寫時鐘脈沖的頻率為fn。FIFO 12具有"讀數(shù)據(jù)"輸出22, FIFO在該輸出上輸出從"讀地 址"總線24上出現(xiàn)了其地址的存儲位置中讀取出的數(shù)據(jù)。當(dāng)在"讀時鐘"輸入24處接收到讀時鐘脈沖同時FIFO在"寫使能"輸入28處接 收到預(yù)定邏輯狀態(tài)的"讀使能"信號時，F(xiàn)IFO 12就從相應(yīng)的存儲位 置進(jìn)行讀取。系統(tǒng)時鐘25向FIFO 12提供"讀時鐘"脈沖，而多位計(jì) 數(shù)器30生成讀地址。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，多位計(jì)數(shù)器30根據(jù)由FIFO調(diào)整邏輯模 塊32所確定的FIFO的文件使用狀態(tài)，來改變提供給FIFO 12的連續(xù) 的"讀地址"中至少一個的持續(xù)時間。模塊32響應(yīng)于來自FIF0的文 件使用信號，確定FIF0存儲器12的使用。作為響應(yīng)，模塊32提供時 鐘使能信號，以控制多位計(jì)數(shù)器30，多位計(jì)數(shù)器30接著又確定對FIFO 12的讀取相對于正在進(jìn)行的寫入快多少或慢多少，以減小抖動。增加FIFO的"讀時鐘"頻率將減小抖動的發(fā)生，即，減小連續(xù) 讀取之間的樣本值的不確定性。然而，增大"讀時鐘"可能導(dǎo)致讀取 FIFO太快。換言之，超過了寫時鐘頻率的讀時鐘頻率可以導(dǎo)致FIFO 用完數(shù)據(jù)，這會導(dǎo)致無效的輸出數(shù)據(jù)。相反，超過讀時鐘頻率的寫時 鐘頻率通常會導(dǎo)致FIFO太過迅速地被填滿。在過去，對于讀、寫時鐘 頻率之間的差別的管理需要重復(fù)或跳過從FIFO讀取的全部樣本，這在 輸出數(shù)據(jù)中加入了整個樣本的抖動。為了更好地理解現(xiàn)有的抖動管理技術(shù)的缺點(diǎn)，參考圖2，其示出 了具有同步的讀、寫時鐘脈沖的FIFO存儲器的一組時序。從圖2的線 (a)中看到，"寫時鐘"脈沖周期是l/fn。假設(shè)輸入數(shù)據(jù)流(在線(b) 中示出)在圖2的線(a)中的第四個寫時鐘脈沖時經(jīng)歷了狀態(tài)改變。 在FIFO的"寫使能"輸入保持在預(yù)定的邏輯電平時，F(xiàn)IFO在接收到 連續(xù)的"寫地址"時將向連續(xù)的存儲位置中寫入輸入流中的樣本。當(dāng) 接收到預(yù)定邏輯電平的"讀使能"信號時，F(xiàn)IFO將讀取在FIFO讀地 址輸入處出現(xiàn)其地址的存儲位置處所存儲的樣本。圖2的線(e)示出 了從FIF0中與圖2的線(f)上出現(xiàn)的"讀地址"相對應(yīng)的每個存儲 位置讀取的數(shù)據(jù)。只要讀和寫時鐘信號保持同步，就不必進(jìn)行重復(fù)或 跳過。如前所述，超過讀時鐘頻率的寫時鐘頻率能夠?qū)е翭IFO 12太過 迅速地填滿。避免這一困難的一種方法需要在讀取FIFO期間丟棄或跳
過樣本，如圖3所示。圖3的線(a)示出了從FIFO讀取的數(shù)據(jù)流， 而圖3的線(b)示出了提供給FIFO的連續(xù)的讀地址。如果"寫時鐘" 頻率超過讀時鐘頻率，則需要通過丟棄或跳過本來應(yīng)該讀取的樣本來 "彌補(bǔ)"。作為示例，跳過了圖3的線(b)中的存儲位置n+3處的樣 本值。跳過一個樣本使抖動增加了一整個時鐘周期。相反，讀時鐘頻 率超過寫時鐘頻率能夠?qū)е翭IFO太過迅速地讀取數(shù)據(jù)。為了避免這一 困難，通常需要FIFO重復(fù)讀取至少一個樣本。圖4的線(a)示出了 從FIFO讀取的數(shù)據(jù)流，而圖4的線(b)示出了提供給FIFO的連續(xù)的 讀地址，其中重復(fù)了至少一個地址(n + l)，以減慢對樣本的讀取。重 復(fù)一個樣本使抖動增加了一整個時鐘周期。如上所述，F(xiàn)IFO調(diào)整邏輯模塊32改變向多位計(jì)數(shù)器30發(fā)送時鐘 使能信號的定時，使多位計(jì)數(shù)器改變"讀地址"的持續(xù)時間，以在必 要情況下跳過或重復(fù)局部樣本(fractional sample)。從圖1中的表 看到，如果FIFO存儲器12的使用是可接受的(即，對FIFO的讀取和 寫入速度保持大致相同)，則FIFO調(diào)整邏輯模塊32在向多位計(jì)數(shù)器 30發(fā)送時鐘使能信號期間每4個時鐘周期就執(zhí)行"！Fifo調(diào)整序列"。 在該序列期間不會出現(xiàn)樣本的跳過或重復(fù)。如果FIFO調(diào)整邏輯模塊 32檢測到FIFO存儲器12變空或接近于空，則該模塊開始"FIF0調(diào)整 序列&重復(fù)"，以在來自系統(tǒng)時鐘發(fā)生器25的第一個時鐘之后向多位計(jì) 數(shù)器提供時鐘使能信號。這導(dǎo)致樣本局部的重復(fù)。相反，如果FIFO 調(diào)整邏輯模塊32檢測到FIFO存儲器填滿或接近填滿，則該模塊開始 "FIF0調(diào)整序列&丟棄"，在此期間，其在第三個時鐘周期之后向多位 計(jì)數(shù)器30發(fā)送時鐘使能，這導(dǎo)致樣本局部的跳過。參考圖5，可以最好地理解根據(jù)上述技術(shù)來減小抖動的方式。圖 5的線(a)示出了以"寫時鐘"頻率的x倍生成的連續(xù)"讀時鐘"脈 沖。換言之，"讀時鐘"頻率等于xfn。在所圖示的實(shí)施例中，x等于 4，但是x也可以是其他整數(shù)值。當(dāng)FIF0 12從系統(tǒng)時鐘25接收到頻 率為xL的"讀時鐘"脈沖時，多位計(jì)數(shù)器30以低得多的速度向FIFO 12提供讀地址(通常以fn量級的頻率)。在這種條件下，F(xiàn)IF0將相同 的樣本輸出n次。
為了彌補(bǔ)數(shù)據(jù)讀取和寫入之間的同步失去，多位計(jì)數(shù)器30根據(jù) FIFO 12的使用狀態(tài)改變一個或多個地址的長度，以跳過或重復(fù)樣本 的一部分，從而防止溢出或下溢，并且由此將FIFO容量保持在預(yù)定的 閾值范圍。如線(c)所示，跳過了至少一個讀地址(例如，讀地址(n + 2))的持續(xù)時間(長度)，以跳過樣本一部分(例如，1/4個樣本)， 如圖5的線(b)所示，以便在從FIFO 12讀取數(shù)據(jù)落后于寫入數(shù)據(jù)時 進(jìn)行補(bǔ)償。參考圖5的線(e)，至少一個讀地址(例如，讀地址(n + 2))的持續(xù)時間被延長，以重復(fù)樣本的一部分(例如，1/4個樣本)， 如圖5的線(d)所示，以便在從FIFO 12寫入數(shù)據(jù)落后于讀取數(shù)據(jù)時 進(jìn)行補(bǔ)償。通過以上述方式增大"讀時鐘"頻率，由重復(fù)或跳過樣本 所導(dǎo)致的抖動變?yōu)?/x個時鐘周期，而不是在圖3和4中圖示的現(xiàn)有 技術(shù)的方法中的整個時鐘脈沖。因?yàn)樵摷夹g(shù)只跳過或重復(fù)局部樣本， 所以這種跳過或重復(fù)可能需要發(fā)生得更為頻繁，因?yàn)樵诿總€周期中只 發(fā)生較少的校正。前面描述了一種用于在向諸如FIFO之類的存儲器設(shè)備寫入數(shù)據(jù) 以及隨后從其中讀取數(shù)據(jù)時減小抖動的技術(shù)。
權(quán)利要求
1、一種用于從存儲器讀取數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)減小的抖動的方法，包括如下步驟以xfn的頻率向所述存儲器提供連續(xù)的讀時鐘脈沖，其中x是整數(shù)，并且fn是向所述存儲器寫入數(shù)據(jù)的時鐘頻率；以fn量級的頻率向所述存儲器提供連續(xù)的讀地址，以標(biāo)識出所述存儲器中連續(xù)的位置，用于在向所述存儲器提供讀時鐘脈沖時進(jìn)行讀取，以便使得能夠讀取這些連續(xù)位置處所存儲的樣本；以及響應(yīng)于存儲器使用狀態(tài)來改變至少一個連續(xù)讀地址的持續(xù)時間，以將存儲器容量維持在至少一個預(yù)定閾值內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟延長所述至少一個讀地址的持續(xù)時間，以重復(fù)對局部樣本的讀取。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括如下步驟延長多個讀 地址的持續(xù)時間，以重復(fù)對多個局部樣本的讀取。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟縮短所述至少一個讀地址的持續(xù)時間，以跳過對局部樣本的讀取。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括如下步驟縮短多個讀地址的持續(xù)時間，以跳過對多個局部樣本的讀取。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟以頻率fn 的四倍的頻率向所述存儲器提供所述連續(xù)的讀時鐘脈沖。
7、 一種用于讀取所存儲的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)減小的抖動的系統(tǒng)，包括存儲器，向其中寫入數(shù)據(jù)并從其中讀取數(shù)據(jù)；時鐘，以xfn的頻率向所述存儲器提供連續(xù)的讀時鐘脈沖，其中X 是整數(shù)，并且fn是向所述存儲器寫入數(shù)據(jù)的時鐘頻率；存儲器地址發(fā)生器，用于以fn量級的頻率向所述存儲器提供連續(xù)的讀地址，以標(biāo)識出所述存儲器中連續(xù)的位置，用于在向所述存儲器 提供讀時鐘脈沖時進(jìn)行讀取，以便使得能夠讀取這些連續(xù)位置處所存 儲的樣本；并且用于響應(yīng)于存儲器使用狀態(tài)來改變至少一個連續(xù)讀地址的持續(xù)時間，以將存儲器容量維持在至少一個預(yù)定閾值內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述存儲器地址發(fā) 生器延長所述至少一個讀地址的持續(xù)時間，以重復(fù)對局部樣本的讀取。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述存儲器地址發(fā) 生器延長多個讀地址的持續(xù)時間，以重復(fù)對多個局部樣本的讀取。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述存儲器地址發(fā) 生器縮短所述至少一個讀地址的持續(xù)時間，以跳過對局部樣本的讀取。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于所述存儲器地址 發(fā)生器縮短多個讀地址的持續(xù)時間，以跳過對多個局部樣本的讀取。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述系統(tǒng)時鐘以頻 率t的四倍的頻率向所述存儲器提供連續(xù)的讀時鐘脈沖。
全文摘要
通過以xf_n的頻率向FIFO(12)提供讀時鐘脈沖，可以減小在讀取FIFO中寫入的數(shù)據(jù)時所引起的抖動量，其中x是整數(shù)，并且f_n是向存儲器寫入數(shù)據(jù)的時鐘頻率。以f_n量級的頻率向FIFO提供讀地址，以標(biāo)識出存儲器中連續(xù)的位置，用于在向存儲器提供讀時鐘脈沖時進(jìn)行讀取，以便使得能夠讀取這些連續(xù)位置處所存儲的樣本。響應(yīng)于存儲器使用狀態(tài)來改變至少一個連續(xù)讀地址的持續(xù)時間，以將存儲器容量維持在預(yù)定閾值內(nèi)。
文檔編號G06F3/06GK101120299SQ200480008059
公開日2008年2月6日 申請日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者羅伯特·艾倫·卡斯?fàn)柊屠?申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司