BE1004618A3 - Joint switch for synchronous data transfer - Google Patents

Joint switch for synchronous data transfer Download PDF

Info

Publication number
BE1004618A3
BE1004618A3 BE9000987A BE9000987A BE1004618A3 BE 1004618 A3 BE1004618 A3 BE 1004618A3 BE 9000987 A BE9000987 A BE 9000987A BE 9000987 A BE9000987 A BE 9000987A BE 1004618 A3 BE1004618 A3 BE 1004618A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
clock pulse
stage
input
input stage
flop
Prior art date
Application number
BE9000987A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Hugo Bes
Maria Heylen
Ingrid Evers
Original Assignee
Atea Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atea Nv filed Critical Atea Nv
Priority to BE9000987A priority Critical patent/BE1004618A3/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1004618A3 publication Critical patent/BE1004618A3/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01728Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in synchronous circuits, i.e. by using clock signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/0185Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
    • H03K19/018507Interface arrangements
    • H03K19/01855Interface arrangements synchronous, i.e. using clock signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

Joint switch for synchronous data transfer with an in the first switchcircuit technology executed first integrated switching (I) with at least afirst D-flip flop (FF1), where one of the two outputs (Q and Q-NOT) isconnected by means of a first output stage (OUTI) through a data line (DL)and the clock impulse entry and a first entry stage (IN1) connected with aclock impulse line (CL) and by preference with a, in a second switch circuittechnology executed second integrated switching (I1) with at least a secondD-flip flop (FF2), of which the D-entry is connected by means of a secondentry stage (IN2) with a data line (DL), and with a second output stage(OUT2), to which entry a clock impulse (Clk) is led, and to which the outputwith the clock impulse wire is connected, thereby characterized that there isa third entry stage (IN3) provided between the clock impulse lead (CL) andthe clock impulse entry of the second D-flip flop (FF2).<IMAGE>

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verbindingsschakeling voor synchrone gegevensoverdracht De uitvinding betreft een verbindingsschakeling voor synchrone gegevensoverdracht met een in een eerste   zichaxelkringtechnologie   ultgevoerde eerste geintegreerde schakeling met tenminste een eerste D-flipflop, waarvan een van de twee uitgangen   \Q   en Q-NOT) via een eerste uitgangstrap met een   gegevensleiding   en de klokimpulsingang daarvan via een eerste ingangstrap met een klokimpulsleiding verbonden is, en met een bij voorkeur in een tweede schakelkringtechnologie uitgevoerde tweede geintegreerde schakeling met tenminste een tweede D-flipflop, waarvan de D-ingang via een tweede ingangstrap met de gegevensleiding verbonden is, en die met een tweede uitgangstrap,

   aan welks ingang een klokimpuls toegevoerd wordt en waarvan de uitgang met de klokimpulsleiding verbonden is. 



  Figuur 1 toont een dergelijke verbindingsschakeling. Deze bestaat uit een geintegreerde CMOS-schakeling I en een geintegreerde ECL-schakeling II. De klokimpuls wordt direct aan de klokimpulsingang van de tweede D-flipflop toegevoerd. Deze verbindingsschakeling werkt onberispelijk tot klokimpulsfrequenties van ongeveer 40 MHz, ook onder ongunstige omstandigheden zoals temperatuursveranderingen, veranderingen in de bedrijfsspanning, schommelingen in de verwerking en exemplaarstroolingen. De D-flipflops zijn met FF1, resp. FF2, de ultgangstrappen met   OUT1,   resp. OUT2 en de ingangstrappen met IN1, resp. IN2 aangeduid. 



  De synchrone of door klokimpuls geregelde gegevensoverdracht geschiedt van de CMOS-schakeling I naar de   ECL-schakeling   II via een gegevensleiding DL. De klokimpuls Clk wordt via een klokimpulsleiding CL in tegengestelde richting overgedragen. In de ingangs- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 trappen   ! Nl,   resp.   IN2   en/of de uitgangstrappen OUT1, resp. DUT2   ebeurt   daarbi] de noodzakelijke niveauaanpassing. Op de gegevensleiding DL en de klokimpulsleiding CL zijn TTL-niveau, ECL-niveau of ook CMOS-niveau   mogelijk.   



  Opdat een foutloze gegevensoverdracht van de D-flipflop FFl naar de D-flipflop FF2 gegarandeerd zou zijn, moet voor alle   vertragingstijd-toleranties   de duur van de klokimpulsperiode TCP aan volgend voorwaarde voldoen : Tcp > TpdOUT2 + TpdIN1 + Tpd(C-Q)1 + TpdOUT1 + TpdIN2 + Tsetup2 Daarbij zijn :

   TpdOUT2 Vertragingstijd van een   ECL-ITL-niveau   omzetter OUT2   pdINl   Vertragingstijd van de CMOS-ingangstrap   INI   (TTL kompatiebel niveau) Tpd(C-Q)1 Vertragingstijd tussen klokimpulsingang en
Q-uitgang of Q-NOT uitgang van de flipflop 
 EMI2.1 
 FF1 TpdOUTl Vertragingstijd van de CMOS-uitgangstrap
OUT1 (TTL kompatiebel niveau)   TpdIN2   Vertragingstijd van een TTL-ECL-niveau- omzetter IN2 Tcp Klokimpulsperlode Tsetup2 Setup-tijd van de D-flipflop FF2 In de huidige CMOS-technologieen, bij voorbeeld 1 um CMOS, hebben de vertragingstijden TpdOUT2 en TpdOUTl de grootste waarde, daar de signalen de geintegreerde schakeling verlaten, zodat de ultgangstrappen sterk capacitief belast zljn.

   De maximale klokimpulsfrequentie is daarom laag. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Voor een capacitieve belasting van 20 pF gelden voor de oovenvermelde voorwaarde de volgende getalwaarden (alle 
 EMI3.1 
 aanduldingen in nanoseconden) 
 EMI3.2 
 Dat wil zeggen, dat de klokimpulsperiode groter moet zijn dan 17, 4 ns. Daarmee is de maximaal toelaatbare klokimpulsfrequentie kleiner dan   1/ (17, 4. 10-9s-1)   = 57, 47 MHz. 



  Het doel van de uitvinding is de verbindingsschakeling volgens figuur 1 zodanig te wijzigen, dat deze bij hogere klok-impulsfrequenties nog in staat is te functioneren, bij voorbeeld bij klokimpulsfrequenties van 78 MHz, zoals deze bij breedband ISDN-toepassingen noodzakelijk zijn. 



  De oplossing van het probleem blijkt uit conclusie 1. 



  Aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld wordt de uitvinding hieronder nader toegelicht. 



  Figuur 2 toont de verbindingsschakeling volgens de uitvinding. Deze onderscheidt zieh van die van figuur 1 daardoor dat de klokimpulsingang van de D-flipflop FF2 niet met de ingang van de uitgangstrap   OUT2,   maar via een bijkomende ingangstrap IN3 met de   klok-impulsleiding   CL verbonden is. 



  Bij deze schakeling geldt volgende voorwaarde voor de klokimpulsperiode : Tcp > TpdINl +   Tpd (C-Q) !   + TpdOUTl +   TpdIN2 -TpdIN3   + Tsetup2   TpdIN3   is hierbij de vertragingstijd van de bijkomende ingangstrap IN3. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 DevertragingstijdTpdOUT2isgeelimineerd. De   vertragingstljd     TpdIN3     verschijnt   met een negatief teken, zodat de toelaatbare klokimpulsperlode verkleind wordt. 



  Onder dezelfde voorwaarden als hierboven geldt   nu :   
 EMI4.1 
 De schakelconfiguratle volgens de ultvinding maakt dus de   toepassing   van een klokimpulsfrequentie tot 1/ (10, 3. 10-9s-1) = 97 MHz mogelijk. 



  Door een doelmatig inzetstuk of verschillende roosterelementen G kan de waarde van de toelaatbare klokimpulsperiode aan om het even welke toepassingsgevallen aangepast worden. 



  De ultvinding is niet beperkt tot de toepassing in CMOSen ECL-schakelingen, maar kan overal gebrulkt worden, daar waar synchrone of door klokimpuls geregelde gegevensoverdracht tussen geintegreerde schakelingen of modules noodzakelijk is.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  The invention relates to a connection circuit for synchronous data transfer with a first integrated circuit implemented in a first circuit circuit technology having at least a first D flip-flop, one of the two outputs (Q and Q-NOT) via a first output stage with a data line. and the clock pulse input thereof is connected via a first input stage to a clock pulse line, and with a second integrated circuit preferably implemented in a second switching circuit technology, with at least a second D flip-flop, the D input of which is connected via a second input stage to the data line, and those with a second output stage,

   to whose input a clock pulse is applied and whose output is connected to the clock pulse line.



  Figure 1 shows such a connection circuit. It consists of an integrated CMOS circuit I and an integrated ECL circuit II. The clock pulse is applied directly to the clock pulse input of the second D flip-flop. This junction circuit operates flawlessly up to clock pulse frequencies of about 40 MHz, also under adverse conditions such as temperature changes, operating voltage changes, processing fluctuations, and copy currents. The D flipflops are with FF1, respectively. FF2, the output stages with OUT1, resp. OUT2 and the input stages with IN1, respectively. IN2 indicated.



  The synchronous or clock pulse controlled data transfer takes place from the CMOS circuit I to the ECL circuit II via a data line DL. The clock pulse Clk is transmitted in the opposite direction via a clock pulse line CL. In the entrance

 <Desc / Clms Page number 2>

 kick   ! Nl, resp. IN2 and / or the output stages OUT1, respectively. DUT2 makes the necessary level adjustment. TTL level, ECL level or CMOS level are possible on the data line DL and the clock pulse line CL.



  For an error-free data transfer from the D-flip-flop FF1 to the D-flip-flop FF2 to be guaranteed, the duration of the clock pulse period TCP must meet the following condition for all delay time tolerances: Tcp> TpdOUT2 + TpdIN1 + Tpd (CQ) 1 + TpdOUT1 + TpdIN2 + Tsetup2 This includes:

   TpdOUT2 Delay time of an ECL-ITL level converter OUT2 pdINl Delay time of the CMOS input stage INI (TTL compatible level) Tpd (C-Q) 1 Delay time between clock pulse input and
Q output or Q-NOT output of the flip-flop
 EMI2.1
 FF1 TpdOUTl Delay time of the CMOS output stage
OUT1 (TTL compensation level) TpdIN2 Delay time of a TTL-ECL level converter IN2 Tcp Clock pulse period Tsetup2 Setup time of the D-flipflop FF2 In current CMOS technologies, for example 1 µm CMOS, the delay times TpdOUT2 and TpdOUTl have the greatest value, since the signals leave the integrated circuit, so that the output stages are highly capacitive.

   The maximum clock pulse frequency is therefore low.

 <Desc / Clms Page number 3>

 For a capacitive load of 20 pF, the following number values apply to the above condition (all
 EMI3.1
 nanoseconds ()
 EMI3.2
 That is, the clock pulse period must be greater than 17.4 ns. The maximum permissible clock pulse frequency is therefore less than 1 / (17.4.10-9s-1) = 57.47 MHz.



  The object of the invention is to modify the connection circuit according to figure 1 in such a way that it is still able to function at higher clock pulse frequencies, for example at clock pulse frequencies of 78 MHz, such as are necessary for broadband ISDN applications.



  The solution to the problem is apparent from claim 1.



  The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment.



  Figure 2 shows the connection circuit according to the invention. This distinguishes it from that of Figure 1 in that the clock pulse input of the D-flip-flop FF2 is not connected to the input of the output stage OUT2, but via an additional input stage IN3 to the clock pulse line CL.



  The following condition applies to the clock pulse period for this circuit: Tcp> TpdINl + Tpd (C-Q)! + TpdOUTl + TpdIN2 -TpdIN3 + Tsetup2 TpdIN3 is the delay time of the additional input stage IN3.

 <Desc / Clms Page number 4>

 The delay time TPdOUT2 has been eliminated. The delay time TpdIN3 appears with a negative sign, so that the allowable clock pulse period is reduced.



  Under the same conditions as above, the following now applies:
 EMI4.1
 The switching configuration according to the invention thus permits the use of a clock pulse frequency of up to 1 / (10, 3. 10-9s-1) = 97 MHz.



  The value of the allowable clock pulse period can be adapted to any application case by means of an effective insert or various grating elements G.



  The invention is not limited to application in CMOS and ECL circuits, but can be used anywhere where synchronous or clock pulse controlled data transfer between integrated circuits or modules is required.


    

Claims (5)

Conclusies 1. Verbindingsschakeling voor synchrone gegevensoverdracht met een in een eerste schakelkringtechnologie uitgevoerde eerste geintegreerde schakeling (I) met tenminste een eerste D-flipflop (FFl), waarvan een van de twee uitgangen EMI5.1 (Q en Q-NOT) via een eerste uitgangstrap (OUT1) met een gegevensleiding (DL) en de klokimpulsingang daarvan via een eerste ingangstrap (INl) met een klokimpulsleiding (CL) verbonden is en met een bij voorkeur in een tweede schakelkringtechnologie uitgevoerde tweede geintegreerde schakeling (II) met tenminste een tweede D-flipflop (FF2), waarvan de D-ingang via een tweede ingangstrap (IN2) met een gegevensleiding (DL) verbonden is, en met een tweede uitgangstrap (OUT2), aan welks ingang een klokimpuls (Clk) toegevoerd wordt en waarvan de uitgang met de klokimpulsleiding (CL) verbonden is, Claims 1. Connection circuit for synchronous data transfer with a first integrated circuit (I) implemented in a first switching circuit technology with at least a first D-flip-flop (FF1), of which one of the two outputs  EMI5.1  (Q and Q-NOT) is connected via a first output stage (OUT1) to a data line (DL) and the clock pulse input thereof is connected via a first input stage (IN1) to a clock pulse line (CL) and with a second second circuit technology preferably implemented in a second switching circuit technology integrated circuit (II) with at least a second D flip-flop (FF2), the D input of which is connected via a second input stage (IN2) to a data line (DL), and to a second output stage (OUT2), to which input a clock pulse (Clk) is applied and the output of which is connected to the clock pulse line (CL), daardoor gekenmerkt dat tussen de klokimpulsleiding (CL) en de klokimpulsingang van de tweede D-flipflop (FF2) een derde ingangstrap (IN3) voorzien is.  characterized in that a third input stage (IN3) is provided between the clock pulse line (CL) and the clock pulse input of the second D flip-flop (FF2). 2. Verbindingsschakeling volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de eerste uitgangstrap (OUT1) en/of de tweede ingangstrap (IN2), de tweede uitgangstrap (OUT2) en/of de eerste ingangstrap (INl), evenals indien noodzakelijk de derde ingangstrap (IN3) een niveauomzetting bewerken. Connecting circuit according to claim 1, characterized in that the first output stage (OUT1) and / or the second input stage (IN2), the second output stage (OUT2) and / or the first input stage (IN1), as well as the third input stage (IN3 if necessary) ) edit a level translation. 3. Verbindingsschakeling volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de eerste geintegreerde schakeling (I) in CMOS-schakelkringtechnologie en de tweede geintegreerde schakeling (II) in ECL-schakelkringtechnologie verwezenlijkt is. <Desc/Clms Page number 6>Connecting circuit according to claim 1, characterized in that the first integrated circuit (I) is implemented in CMOS circuit technology and the second integrated circuit (II) in ECL circuit technology.  <Desc / Clms Page number 6> 4. Verbindingsschakeling volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de som van de vertragingstijden van de eerste ingangstrap (IN1), tussen klokimpulsingang en voornoemde (Q of Q-NOT)-uitgang van de eerste D-flipflop 'FF1), van de eerste ultgangstrap (OUT1) en Jan de tweede ingangstrap (IN2) verminderd met de vertragingstijd van de derde ingangstrap (IN3) kleiner is dan de klokimpulsperiode verminderd met de setup-tijd van de tweede D-flipflop (FF2). Connecting circuit according to claim 3, characterized in that the sum of the delay times of the first input stage (IN1), between clock pulse input and said (Q or Q-NOT) output of the first D-flip-flop 'FF1), of the first output stage (OUT1) and Jan the second input stage (IN2) less the delay time of the third input stage (IN3) is less than the clock pulse period less the setup time of the second D flip-flop (FF2). 5. 7erblndingsschakellng volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat aan de derde ingangstrap (IN3) ter reducering van de totale vertragingstijd tenminste een roosterelement (G) in serie geschakeld is.   The switching circuit according to claim 4, characterized in that at least one grid element (G) is connected in series on the third input stage (IN3) to reduce the total delay time.
BE9000987A 1990-10-18 1990-10-18 Joint switch for synchronous data transfer BE1004618A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9000987A BE1004618A3 (en) 1990-10-18 1990-10-18 Joint switch for synchronous data transfer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9000987A BE1004618A3 (en) 1990-10-18 1990-10-18 Joint switch for synchronous data transfer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1004618A3 true BE1004618A3 (en) 1992-12-22

Family

ID=3884977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9000987A BE1004618A3 (en) 1990-10-18 1990-10-18 Joint switch for synchronous data transfer

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1004618A3 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0287119A2 (en) * 1987-04-15 1988-10-19 Nec Corporation Serial data processor capable of transferring data at a high speed

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0287119A2 (en) * 1987-04-15 1988-10-19 Nec Corporation Serial data processor capable of transferring data at a high speed

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5905391A (en) Master-slave delay locked loop for accurate delay or non-periodic signals
KR0170410B1 (en) Master-slave type flip-flop circuit
KR920004341B1 (en) Output circuit of integrated circuit
US5327019A (en) Double edge single data flip-flop circuitry
WO2004019477A2 (en) Input filter for a.c. motor phase current sensing
GB2336961A (en) Motor controller current sensor level shifter using pulse width modulation
US4866310A (en) Clock signal generator
BE1004618A3 (en) Joint switch for synchronous data transfer
US4326170A (en) High power and/or high voltage switching operational amplifier
US5148052A (en) Recirculating transparent latch employing a multiplexing circuit
US5185537A (en) Gate efficient digital glitch filter for multiple input applications
US4816702A (en) CMOS logic circuit
EP0496171A2 (en) Bistable semiconductor integrated circuit
KR870003622A (en) Switched capacitor circuit
US5204982A (en) Method and apparatus for digital switching of fm signals with reduced crosstalk
JPS59225422A (en) Bidirectional bus buffer
JP2003163583A (en) Asynchronous noise filter circuit
US4950929A (en) Reducing resistive effects of an electrical switch
EP0766402A3 (en) Counter circuit
US6661894B1 (en) Circuit configuration and chip set for supplying a telephone subscriber loop with a supply voltage and network-side terminal of a telephone subscriber loop
TW395096B (en) Current switching circuit applying in a digital-to-analog converter and the method thereof
JPS5752371A (en) Voltage half-wave throwing circuit device synchronized with supplied voltage
EP0292817A2 (en) Circuit for obtaining bipolar digital signals
JP3106441B2 (en) Signal isolation device
RU2029367C1 (en) Device for reproducing broken and discontinuous functions

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: ATEA N.V.

Effective date: 20001031