CN105794143B - 用于在时钟速度不同的域之间的异步通道处传输数据的方法和装置 - Google Patents

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CN105794143B CN201480066378.XA CN201480066378A CN105794143B CN 105794143 B CN105794143 B CN 105794143B CN 201480066378 A CN201480066378 A CN 201480066378A CN 105794143 B CN105794143 B CN 105794143B
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Abstract

用于在第一单元和第二单元之间传输数据的方法，其中第一单元累加以第一频率产生的数据，第二单元以第二频率查询累加的数据，包括查询第一单元的第一总增量和代表与第一总增量相配的时间增量的第一值，在此第一总增量是在查询时刻存在于第一单元中的累加的数据块的数据内容，由第一总增量通过使用第一值产生第二总增量，其中第二总增量是适配于第二频率的标称时间增量的数据块的数据内容，和将第二总增量传输到第二单元。

Description

用于在时钟速度不同的域之间的异步通道处传输数据的方法 和装置
技术领域
以不同的时钟速度工作的两个设备或者单元之间传输数据，在保证传输所有数据之外，同步两个时钟也很重要。
背景技术
例如可以在第一单元中以第一时钟速度产生数据，然后由第二单元以与第一时钟速度不同的第二时钟速度读取或者查询该数据。例如在传感器中就这样以数据线路节拍产生然后累加部分增量。读取单元以查询节拍读取累加器当前的状态，这样在相应的查询节拍中在累加区间内产生的总增量从传感器被传输到读取单元。
总增量通过在整数个数据线路节拍上进行累加而构成。如果查询节拍不是数据线路节拍的整数多倍，则该整数个数据线路节拍将不是不变的。数据线路节拍的个数相反将在两个整数值N和N+1之间变化，使得得到的值N和N+1之间的平均数对应于数据线路节拍的频率和查询节拍的频率的比例。并且就算查询节拍是数据线路节拍的整数倍，在数据线路节拍或查询节拍的频率中最小的偏差也可能导致数据线路节拍的个数中的失谐效应。
因此虽然可以满足规定部分增量被采集到总增量的好坏程度的所谓的积分误差标准，使得在一定个数的查询节拍之后所有以数据线路节拍产生的部分增量都已经被传输了。
但是，在读取单元中包含于读出的总增量中的部分增量的个数变化被解读为额外的噪声。所读出的总增量并不完全对应在查询节拍上的数据积分，由此描述这个性质的所谓的差分误差标准只是不充分地得以满足。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种用于在时钟速度不同的两个域间的异步通道处传输数据的方法和装置，其既满足积分误差标准又改善差分误差标准。
该任务通过根据独立权利要求的方案和装置来解决。优选实施方式由从属权利要求给出。
附图说明
下面参考附图详细说明根据本发明方法和装置的实施方式，在此相同元件设有同一附图标记。
图1A示出数据线路节拍的时间进程以及在累加器中累加的部分增量；
图1B示出查询节拍的时间进程以及在相应查询节拍中读出的总增量；
图2以示例的形式示出根据本发明的方法；
图3示出用于生成第二总增量的步骤的第一实施方式，其包括当前查询的总增量的外推或内插；
图4示出用于生成第二总增量的步骤的第二实施方式，其中在查询第一总增量和传输由此产生的第二总增量之间出现查询节拍的延时；
图5以示例的形式示出根据本发明的装置以及第一单元和第二单元；
图6示出根据本发明的装置的第一实施方式，其适合于实施根据本发明的方法的第一实施方式；
图7示出根据本发明的装置的第二实施方式，其适合于实施根据本发明的方法的第二实施方式。
具体实施方式
图1A和图1B用于说明本发明所基于的问题。在图1A中示出了具有第一频率fa的数据线路节拍的时间进程以及与每个数据线路节拍相配的累加状态，即在累加器中累加的部分增量vi的数量，而在图1B中示出了具有第二频率fs的查询节拍的时间进程以及在相应的查询节拍中查询或读出的总增量v0。例如，第一频率fa取3.4kHz，第二频率fs取800Hz。这样从个数据线路节拍中形成一个查询节拍。
因为只能在整数个数据线路节拍上进行累加，为了完整地传输所有数据，三次在四个数据线路节拍上并且一次在五个数据线路节拍上累加。也就是说，包含在一个总增量v0中的部分增量vi的个数在4和5之间变化。这个模式周期重复，在所示出的情况下该模式的周期持续时间为4个查询节拍。包含在一个总增量v0中部分增量vi的个数的值4和5的依次顺序如此设定，使得在这两个值之间的转换次数最大。
在这种数据查询和积分中可能出现的可能错误类型分为两类：第一类是积分误差标准，其判断部分增量vi被采集到总增量v0中的好坏程度；第二类是差分误差标准，其判断总增量v0与一个查询节拍上的积分相对应得好坏程度。
在所示出的例子中完全满足了积分误差标准，而差分错误准则满足得并不充分，其在查询单元中被解释为数据的额外噪音。因此，需要在继续保持积分误差标准被满足的情况下，借助于根据本发明的方法改善差分误差标准。
为了说明根据本发明的方法引入下列符号：
ts与第二频率fs相配的标称时间增量；
t0(k)与当前查询的第一总增量相配的时间增量；
t1(k)与之前的第一总增量相配的时间增量；
t1r(k)与之前的第一总增量相配的时间增量t1(k)的在之前用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分；
v0(k)在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量；
v1(k)在之前用于查询第一总增量的步骤中查询的之前的第一总增量；
vr(k)在之前用于产生第二总增量的步骤中使用的外推的部分，其在当前用于产生第二总增量的步骤中必须被当作校正增量；
v2(k)在再之前用于查询第一总增量的步骤中查询的再之前的第一总增量；
t2(k)与再之前的第一总增量相配的时间增量；
t2r(k)与再之前的第一总增量相配的时间增量t2(k)的在至今用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分；
v(k)适配于标称时间增量ts的第二总增量。
“增量”这一概念用作一个数据内容的结束值和初始值之差的代名词。例如，“总增量”这一概念表示数据内容的差，其中在时间区间的开始处确定数据内容的初始值并在时间区间的终点处确定数据内容的结束值。相应的时间区间被称作相配的时间增量。数据内容例如可以是测量值大小。
图2以示例的形式将根据本发明的方法展示为框图。该方法“开始”之后在第一步骤S11中查询第一单元的第一总增量v0(k)以及第一值W(k)。在第一单元中，数据(也称为一个值的部分增量)以第一频率fa(也称为数据线路频率)累加。第一单元例如可以是以第一频率fa采集或生成测量值并将他们在累加器中持续累加的传感器。整数个经累加的部分增量构成第一总增量v0(k)，在此第一总增量v0(k)对应于在当前查询时刻k存在于第一单元中的数据块的数据内容，换言之，所累加的部分增量的数据内容。数据的累加可以在累加区间上平滑数据或测量值。
此外，第一单元产生第一值W(k)，其代表与第一总增量v0(k)相配的时间增量t0(k)。该第一值W(k)例如可以是累加器的计数状态，它示出包含在第一总增量v0(k)中的部分增量的个数并且由它乘以数据线路节拍ta＝1/fa可以计算与第一总增量v0(k)相配的时间增量t0(k)。然而第一值W(k)也可以直接是与第一总增量v0(k)相配的时间增量t0(k)。该时间增量t0(k)对应于累加区间，在此，累加区间是在生成包含于之前用于查询第一总增量的步骤中的最后的部分增量的时刻和生成在当前用于查询第一总增量的步骤中最后查询的部分增量的时刻之间的持续时间。因此累加区间永远是数据线路节拍ta的整数倍。
在查询第一总增量v0(k)之后，第一单元中的累加器内容被置为0。第一值W(k)也被定义用于在下一个查询步骤中确定第一值W(k+1)。例如，累加器的计数状态可以被置为0。
在根据本发明的方法的第二步骤S12中，由第一总增量v0(k)通过使用第一值W(k)产生第二总增量v(k)，在此第二总增量与适配于标称时间增量ts的数据块的数据内容相对应。该标称时间增量ts对应于一个积分区间，该积分区间是执行之前的用于查询第一总增量的步骤的时刻和执行当前的用于查询第一总增量的时刻之间的持续时间。因此，该标称时间增量ts以ts＝1/fs对应于查询节拍，其中fs是第二频率，第二单元利用该频率查询在第一单元中累加的数据。第二频率fs以及因此标称时间增量ts通常预先规定并认为是常数。然而也可以确定ts的具体值并且将该值作为ts的当前值包含到第二总增量的计算中。
在第三步骤S13中，将生成的第二总增量v(k)传输到第二单元。第二单元例如可以是分析单元或者继续处理单元，其分析或继续处理在第一单元中生成或采集的数据并且以第二频率fs从第一单元中查询数据。
如图2所示，用于查询第一总增量v0(k)和第一值W(k)、用于产生第二总增量v(k)以及用于传输第二总增量v(k)的步骤可以重复地以第二频率fs执行，其中指数k每次加一。
根据本发明的方法在第一频率fa和第二频率fs的任意比例(fa/fs＞1)的情况下引起差分误差标准的改善，其中积分误差标准仍保持被满足。
这尤其适用于第一频率fa等于第二频率fs整数倍的情况。
根据本发明的方法的上述有点也体现在下述情况中：第一频率fa与第二频率fs的通常固定的频率比例fa/fb时间上有限地改变。这可以通过第一频率fa或在第二频率fb中的抖动(即波动)引起。
图3以流程图示出根据本方法第一实施方式用于产生第二总增量的步骤。在方法“开始”后(在“开始”步骤中指数k置于零)，首先在步骤S21中查询第一单元的第一总增量v0(k)和第一值W(k)，如果第一值W(k)并不直接对应与第一总增量相配的时间增量t0(k)，由W(k)计算与第一总增量相配的时间增量t0(k)。
然后在步骤S22中判断，指数k是否等于零。在k＝0的情况下，在步骤S23中为产生第二总增量v(k)确定下列初始值：
t0(0)＝ts (1)，
t1(0)＝ts (2)，
t1r(0)＝0 (3)，
v1(0)＝0 (4)，和
vr(0)＝0 (5)。
在接下来的步骤S24中如下计算第二总增量：
这里，第一个加数代表来自之前积分区间的可能尚未处理的剩余部分，第二个加数代表来自当前积分区间的最大或者完整的部分以及可能外推到还未知的下一个积分区间的部分，最后一个加数或者说减数表示校正增量，其考虑可能在之前用于产生第二总增量的步骤中使用的外推到当前积分区间的部分。因此，第二总增量对应于在可能情况下在之前用于产生第二总增量的步骤中尚未处理的剩余部分、在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量的至少一部分、可能情况下当前总增量外推到下一个步骤中的部分以及可能情况下校正增量的和，该校正增量对应在之前用于产生第二增量的步骤中所使用的外推部分的相反数。
为了进一步说明，关于标称时间增量ts的长度相对与之前的第一总增量相配的时间增量的在之前用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分t1r(k)和与当前查询的第一总增量相配的时间增量t0(k)的和，进行情况判断。
对于t1r(k)+t0(k)＜ts的情况，将第一总增量v0(k)外推到下一个待查询的第一总增量。该外推基于这样的假设，即下一个待查询的第一总增量将具有和当前查询的第一总增量相同的值。借助于该外推，与当前查询的第一总增量相配的时间增量t0(k)延长至标称时间增量ts的终端，所以结果是t1r(k)+t0′(k)＝ts，其中t0’(k)是延长的时间增量t0(k)。
第二总增量的外推的部分对应于下一个用于产生第二总增量的步骤的校正增量。因为整个与当前第一总增量相配的时间增量t0(k)用于产生第二总增量v(k)，对于下一个用于产生第二总增量的步骤不存在当前查询的第一总增量的尚未处理的剩余部分。
对于t1r(k)+t0(k)≥ts的情况，进行第一总增量v0(k)的内插。借助于该内插，与当前查询的第一总增量相配的时间增量t0(k)缩短到标称时间增量ts的终端，这样结果是t1r(k)+t0′(k)＝ts，其中t0’(k)是缩短的时间增量t0(k)。
因此对于下一个用于产生第二总增量的步骤不存在当前查询的第一总增量的尚未处理的剩余部分。因为没有第二总增量的外推部分，在下一个用于产生第二总增量的步骤中不必减去校正增量。
如所述，对于两个所示的情况，在下一个用于产生第二总增量的步骤中待使用的剩余部分t1r(k)和在下一个用于产生第二总增量的步骤中待使用的校正增量vr(k)不同。由此在计算第二总增量v(k)之后或之前，如上所述在步骤S25中关于标称时间增量ts的长度进行情况判断。与此相关地，在步骤S26或S27中如下计算状态过渡，即在下一个用于产生第二总增量的步骤中待使用的vr(k+1)和t1r(k+1)的值：
对于t1r(k)+t0(k)＜ts的情况：
和
t1r(k+1)＝0 (8)，
对于t1r(k)+t0(k)≥ts的情况：
vr(k+1)＝0 (9)和
t1r(k+1)＝t0(k)+t1r(k)-ts (10)。
对于两种情况相同的是在步骤S28中如下确定两个后续的状态过渡，即在下一个用于产生第二总增量的步骤中待使用的t1(k+1)和v1(k+1)的值：
t1(k+1)＝t0(k) (11)和
v1(k+1)＝v0(k) (12)。
只要根据本发明的方法没有结束，就在步骤S29中将指数k加1并且重复步骤S21到步骤S29，其中整个过程以第二频率fs进行，也就是说每个查询节拍一次。
图3所示方法的使用真实传感器数据作为部分增量的仿真表明，在经过本方法的一个暂态过程后，第二总增量在频率fs和fa有抖动的情况下也满足积分误差标准，并且差分误差标准也相对于第一总增量明显改善。由在方法中执行的外推而导致的第二总增量和期待值的偏差消失在传感器噪声中。
图4以流程图示出根据本方法第二实施方式用于产生第二总增量的步骤。在方法“开始”后(在“开始”步骤中指数k置于零)，首先在步骤S31中查询第一单元的第一总增量v0(k)和第一值W(k)，如果第一值W(k)并不直接对应与第一总增量相配的时间增量t0(k)，由W(k)计算与第一总增量相配的时间增量t0(k)。
然后在步骤S32中判断，指数k是否等于零。在k＝0的情况下，在步骤S33中为产生第二总增量v(k)确定下列初始值：
t0(0)＝ts (13)，
t1(0)＝ts (14)，
t2(0)＝ts (15)，
t1r(0)＝ts (16)，
t2r(0)＝0 (17)，
v1(0)＝0 (18)，和
v2(0)＝0 (19)。
在下面的步骤S34中，关于标称时间增量ts的长度相对与再之前的第一总增量相配的时间增量的在至今用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分t2r(k)和与之前的第一总增量相配的时间增量的在之前用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分t1r(k)的和，进行情况判断。
对于t2r(k)+t1r(k)＜ts的情况，在步骤S35中如下计算第二总增量：
这样第二总增量由可能至今尚未处理的再之前的第一总增量的剩余部分(即来自再之前的积分区间)、之前的第一总增量的全部的尚未处理的部分(即来自之前的积分区间)以及来自当前积分区间的当前第一总增量的一部分组成。由于之前的第一总增量的整个剩余部分为第二总增量做贡献，之前的第一总增量没有剩余部分需要在下一个用于产生第二总增量的步骤中需要被考虑。当前的第一总增量的一部分已经贡献于第二总增量，因此在下一个用于产生第二总增量的步骤中只要考虑该第一总增量的剩余部分。因此，对于下一个用于产生第二总增量的步骤形成下列的状态过渡，其同样在步骤S35中计算：
t2r(k+1)＝0 (21)和
t1r(k+1)＝t0(k)-(ts-t2r(k)-t1r(k)) (22)。
对于t2r(k)+t1r(k)≥ts的情况，第二总增量在步骤S36中如下计算：
这样第二总增量由可能至今尚未处理的再之前的第一总增量的剩余部分(即来自再之前的积分区间)和之前的第一总增量的最大部分(即来自之前的积分区间)组成。因为之前的第一总增量只有部分对第二总增量有贡献，之前的第一总增量余下一剩余部分需要在下一个用于产生第二总增量的步骤中被考虑。当前的第一总增量没有一部分对第二总增量有贡献，因此在下一个用于产生第二总增量的步骤中，当前第一总增量的整体需要被考虑。因此为下一个用于产生第二总增量的步骤形成下列状态过渡，其同样是在步骤S36中计算：
t2r(k+1)＝t1r(k)+t2r(k)-ts (24)和
t1r(k+1)＝t0(k) (25)。
一般可以说，第二总增量对应于由下述形成的和，即：可能情况下在再之前的用于查询第一总增量的步骤中查询的再之前的第一总增量的在再之前的用于产生第二总增量的步骤中尚未处理的剩余部分、在之前的用于查询第一总增量的步骤中查询的之前的总增量的至少一部分、以及可能情况下在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量的一部分。由此在查询第一单元的第一总增量的步骤和传输与该查询的第一总增量对应的第二总增量的步骤之间出现查询节拍的延迟。
对于两种情况相同的是在步骤S37中如下确定两个后续的状态过渡，即在下一个用于产生第二总增量的步骤中待使用的值：
t1(k+1)＝t0(k) (26)，
t2(k+1)＝t1(k) (27)，
v1(k+1)＝v0(k) (28)和
v2(k+1)＝v1(k) (29)。
只要根据本发明的方法没有结束，就在步骤S38中将指数k加1并且重复步骤S31到步骤S38，其中整个过程以第二频率fs进行，也就是说每个查询节拍一次。
图4所示方法的使用真实传感器数据作为部分增量的仿真表明，在经过本方法的一个暂态过程后，第二总增量在频率fs和fa有抖动的情况下也满足积分误差标准和差分误差标准。
因此，图4所示的方法相对图3所示的方法对于第一频率fa或第二频率fs中的抖动更稳固。然而在第一总增量和与之相配的第二总增量(即在其中至少包含部分第一总增量的第二总增量)之间形成一个查询节拍的延迟1/fs。这样图4所示的方法特别适用于用来传输数据的方法，在这些方法中这样的延迟要么没有影响，要么这样的延迟在数据的后续处理中可以被顾及。
图5以示例的形式示出了适用于执行在图2中描述的方法的装置100、以及第一单元200和第二单元300。
第一单元200包括累加器210，其累加以第一频率fa产生或采集的数据或部分增量并且提供第一总增量v0(k)和表示与第一总增量相配的时间增量t0(k)(即累加区间)的第一值W(k)。第一单元200例如可以是传感器，其以第一频率fa(数据线路节拍)产生数据或部分增量并且在这种情况下还包括其他的单元，例如测量单元和/或处理单元。这种传感器例如可以是转速或加速度传感器。在转速传感器中，部分增量表示部分角度增量，而在加速度传感器，部分增量表示部分速度增量。替代的，第一单元也可以第一频率fa从其他单元查询数据或部分增量并且在累加器210中累加。
根据本发明的装置100具有输入端100，其适用于以第二频率fs查询或接收第一单元200的第一值W(k)和第一总增量v0(k)，具有滤波器120或160，其适用于使用第一值W(k)从第一总增量v0(k)中产生第二总增量v(k)，以及具有输出段150，其适用于将第二总增量v(k)以第二频率fs传输到第二单元300。
第二单元300可以是分析或显示单元或者任意类型的继续处理单元，其以第二频率fs查询或接收并且相应地分析、显示和/或继续处理从装置100传输的第二总增量。
装置100使得可以将以第一频率fa产生的数据同步到第二频率fs。因此可以第二频率fs的查询节拍中精确代表以第一频率fa产生的数据。装置100尤其使得可以对于相互独立的第一和第二频率fa和fs保持积分误差标准并改善差分误差标准。
装置100在图5中示为设置在第一单元200和第二单元300之间的独立的单元。然而也可以将装置100集成在第一单元200或第二单元300中，由此可以相应得去掉输入端110或输出端150。
图6示出了根据本发明的装置100的第一实施方式，其适用于执行借助图3介绍的根据本发明的方法的第一实施方式。
除了已经提及的输入端110和输出端150，该实施方式还包括滤波器120、存储器145和时钟发生器146。时钟发生器146可以从装置100外部接收开始信号或结束信号并且以第二频率fs对查询第一单元200的第一总增量v0(k)和第一值W(k)以及确定指数k进行控制。开始信号和结束信号可以由第一单元200、第二单元300或其他的设备或用户提供。
在存储器145中为在滤波器120中用于计算第二总增量v(k)所需的值存储初始值并且在接收开始信号时提供给滤波器120。此外，第二频率fs也存储在存储器145中。第二频率fs和由此确定的标称时间增量ts也可以由第二单元300直接提供或者由从第二单元300发送的信号确定。初始值以及标称时间增量从存储器145和/或从外部输送到滤波器120。
滤波器具有计数器141，其提供指数k的当前值。当从时钟发生器146接收到开始信号时，计数器141中的指数k置0并且在每一个随后由时钟发生器146给定的节拍时加1。如果指数k的值等于0，则计数器141为滤波器的相应的部件(下文更详细地介绍)提供初始值，即t1r(0)、t0(0)、t1(0)、v1(0)和vr(0)。
装置100的不同部件(例如存储器145、时钟发生器146和/或计数器141)的功能可以在一个或多个部件中一起实现。此外，用于查询第一总增量和第一值以及用于增加指数k的节拍也可以从外部、即装置100外部输入，使得装置100不必具有时钟发生器。
滤波器120包括计算单元142，其适用于由查询的第一值W(k)计算与第一总增量v0(k)相配的时间增量t0(k)。如果第一值W(k)已经对应于该时间增量t0(k)，则也可以去掉计算单元142。
为了计算第二总增量v(k)以及状态过渡t1(k+1)、v1(k+1)、vr(k+1)和t1r(k+1)，滤波器120还包括加法器121到123、逆变器124到127、二位元件(Zweipunktglied)128、开关元件129和130、延迟单元131到134、乘法器135到137以及分频器138到140。二位元件128在输出端提供信号S并且使得关于标称时间增量ts的长度对比于t1r(k)和t0(k)的和进行情况判断成为可能。对于t1r(k)+t0(k)＜ts的情况，信号S取值S1；而对于t1r(k)+t0(k)≥ts的情况，信号S取值S2。开关元件129和130相应采取与信号S相配的开关状态，使得开关元件的输出端取与相应的情况相配的值。延迟单元131到134代表缓存，其将输入值以一个积分区间的节拍的时间延迟(即时间延迟ts)传送到输出端。由此延迟单元的输入值在下一个积分区间出现在输出端用于后续的处理。
滤波器120各个部件的确切连接可从图6得知。因此，滤波器120使得根据公式(6)、(7)、(8)或(9)、以及(10)、(11)和(12)计算第二总增量v(k)以及状态过渡t1(k+1)、v1(k+1)、vr(k+1)和t1r(k+1)成为可能。
图7示出了根据本发明的装置100的第一实施方式，其适用于执行借助图4介绍的根据本发明的方法的第一实施方式。
除了已经提及的输入端110和输出端150，该实施方式还包括滤波器160、存储器145和时钟发生器146。借助于图6所作的关于存储器145和时钟发生器146的表述在这里也适用。
滤波器具有计数器186，其提供指数k的当前值。当从时钟发生器146接收到开始信号时，计数器186中的指数k置0并且在每一个随后由时钟发生器146给定的节拍时加1。如果指数k的值等于0，则计数器186为滤波器的相应的部件(下文更详细地介绍)提供初始值，即t2r(0)、t1r(0)、t0(0)、t2(0)、t1(0)、v1(0)和v2(0)。
装置100的不同部件(例如存储器145、时钟发生器146和/或计数器186)的功能可以在一个或多个部件中一起实现，或者如借助图6所描述的那样可以去掉时钟发生器146。
与图6所描述的类似，滤波器160包括计算单元187，其适用于由查询的第一值W(k)计算与第一总增量v0(k)相配的时间增量t0(k)。如果第一值W(k)已经对应于该时间增量t0(k)，则也可以去掉计算单元187。
为了计算第二总增量v(k)以及状态过渡t1(k+1)、t2(k+1)、v1(k+1)、v2(k+1)、t1r(k+1)和t2r(k+1)，滤波器160还包括加法器161到164、逆变器165到168、二位元件169、开关元件170和173、延迟单元174到179、乘法器180到182以及分频器183到185。二位元件169在输出端提供信号S并且使得关于标称时间增量ts的长度对比于t1r(k)和t2r(k)的和进行情况判断成为可能。对于t1r(k)+t2r(k)＜ts的情况，信号S取值S1；而对于t1r(k)+t2r(k)≥ts的情况，信号S取值S2。开关元件170和173相应采取与信号S相配的开关状态，使得开关元件的输出端取与相应的情况相配的值。延迟元件174到179代表缓存，其将输入值以一个积分区间的节拍的时间延迟(即时间延迟ts)传送到输出端。由此延迟单元的输入值在下一个积分区间出现在输出端用于后续的处理。
滤波器160各个部件的确切连接可从图7得知。因此，滤波器160使得根据公式(20)或(23)、(21)和(22)或(24)和(25)以及(26)到(29)计算第二总增量v(k)以及状态过渡t1(k+1)、t2(k+1)、v1(k+1)、v2(k+1)、t1r(k+1)和t2r(k+1)成为可能。

Claims (15)

1.一种用于在第一单元和第二单元之间传输数据的方法，其中第一单元累加以第一频率(fa)产生的数据，第二单元以比第一频率(fa)小的第二频率(fs)查询累加的数据，该方法包括：
查询第一单元的第一总增量(v0(k))和代表与第一总增量(v0(k))相配的时间增量(t0(k))的第一值(W(k))，在此第一总增量(v0(k))是在查询时刻(k)存在于第一单元中的累加的数据块的数据内容，
由第一总增量(v0(k))通过使用第一值(W(k))产生第二总增量(v(k))，其中第二总增量(v(k))是适配于第二频率(fs)的标称时间增量(ts)的数据块的数据内容，和
将第二总增量(v(k))传输到第二单元。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，以第二频率(fs)重复地执行用于查询第一总增量(v0(k))和第一值(W(k))、用于产生第二总增量(v(k))以及用于传输第二总增量(v(k))的步骤。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，如下计算第二总增量(v(k))：
其中
v1(k)是在之前用于查询第一总增量的步骤中查询的之前的第一总增量，
t1(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量，
t1r(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量(t1(k))的在之前用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分，
v0(k)是在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量，
ts是与第二频率(fs)相配的标称时间增量，
t0(k)是与在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量相配的时间增量，和
vr(k)是在之前用于产生第二总增量的步骤中使用的外推的部分，该部分在当前用于产生第二总增量的步骤中必须再被减去。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，为k＝0的情况选择下列初始条件：
t0(0)＝ts，
t1(0)＝ts，
t1r(0)＝0，
v1(0)＝0，和
vr(0)＝0。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于，如下计算在下一个用于产生第二总增量(v(k))的步骤中待使用的t1(k+1)、v1(k+1)、t1r(k+1)和vr(k+1)的值：
t1(k+1)＝t0(k)，
v1(k+1)＝v0(k)，和
对于t1r(k)+t0(k)＜ts的情况：
和
t1r(k+1)＝0，
对于t1r(k)+t0(k)≥ts的情况：
vr(k+1)＝0和
t1r(k+1)＝t0(k)+t1r(k)-ts。
6.根据权利要求2的方法，其特征在于，如下计算第二总增量(v(k))：
-对于t2r(k)+t1r(k)＜ts的情况：
-对于t2r(k)+t1r(k)≥ts的情况：
其中
v1(k)是在之前用于查询第一总增量的步骤中查询的之前的第一总增量，
v2(k)是在再之前用于查询第一总增量的步骤中查询的再之前的第一总增量，
t1(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量，
t1r(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量(t1(k))的在之前用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分，
t2(k)是与再之前的第一总增量相配的时间增量，
t2r(k)是与再之前的第一总增量相配的时间增量(t2(k))的在至今用于产生第二总增量的步骤中尚未被处理的剩余部分，
v0(k)是在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量，
ts是与第二频率(fs)相配的标称时间增量，和
t0(k)是与在当前用于查询第一总增量的步骤中查询的第一总增量相配的时间增量。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，为k＝0的情况选择下列初始条件：
t0(0)＝ts，
t1(0)＝ts，
t2(0)＝ts，
t1r(0)＝ts，
t2r(0)＝0，
v1(0)＝0，和
v2(0)＝0。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于，如下计算在下一个用于产生第二总增量(v(k))的步骤中待使用的t1(k+1)、t2(k+1)、v1(k+1)、v2(k+1)、t1r(k+1)和t2r(k+1)的值：
t1(k+1)＝t0(k)，
t2(k+1)＝t1(k)，
v1(k+1)＝v0(k)，
v2(k+1)＝v1(k)，和
对于t2r(k)+t1r(k)＜ts的情况：
t1r(k+1)＝t0(k)-(ts-t2r(k)-t1r(k))和
t2r(k+1)＝0，
对于t2r(k)+t1r(k)≥ts的情况：
t1r(k+1)＝t0(k)和
t2r(k+1)＝t1r(k)+t2r(k)-ts。
9.一种用于在第一单元和第二单元之间传输数据的装置，其中第一单元累加以第一频率(fa)产生的数据，第二单元以比第一频率(fa)小的第二频率(fs)查询累加的数据，该装置包括：
输入端，该输入端适用于查询第一单元的第一总增量(v0(k))和代表与第一总增量(v0(k))相配的时间增量(t0(k))的第一值(W(k))，在此第一总增量(v0(k))是在查询时刻存在于第一单元中的累加的数据块的数据内容，
滤波器，该滤波器适用于由第一总增量(v0(k))和第一值(W(k))产生第二总增量(v(k))，其中第二总增量(v(k))是适配于第二频率(fs)的标称时间增量(ts)的数据块的数据内容，和
输出端，该输出端适用于以第二频率(fs)将第二总增量(v(k))传输到第二单元。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，该滤波器适用于如下计算第二总增量(v(k))：
其中
v1(k)是在第二频率(fs)的之前的查询节拍中查询的之前的第一总增量，
t1(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量，
t1r(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量(t1(k))的在之前产生第二总增量时尚未被处理的剩余部分，
v0(k)是在第二频率(fs)的当前的查询节拍中查询的第一总增量，
ts是与第二频率(fs)相配的标称时间增量，
t0(k)是与在第二频率(fs)的当前的查询节拍中查询的第一总增量相配的时间增量，和
vr(k)是在之前产生第二总增量时使用的外推的部分，该部分在当前用于产生第二总增量的步骤中必须再被减去。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于，该滤波器具有初始值给定器，适用于为k＝0的情况提供下列初始条件：
t0(0)＝ts，
t1(0)＝ts，
t1r(0)＝0，
v1(0)＝0，和
vr(0)＝0。
12.根据权利要求10的装置，其特征在于，该滤波器适用于如下计算在下一次产生第二总增量(v(k+1))时待使用的t1(k+1)、v1(k+1)、t1r(k+1)和vr(k+1)的值：
t1(k+1)＝t0(k)，
v1(k+1)＝v0(k)，和
对于t1r(k)+t0(k)＜ts的情况：
和
t1r(k+1)＝0，
对于t1r(k)+t0(k)≥ts的情况：
vr(k+1)＝0和
t1r(k+1)＝t0(k)+t1r(k)-ts。
13.根据权利要求9的装置，其特征在于，该滤波器适用于如下计算第二总增量(v(k))：
-对于t2r(k)+t1r(k)＜ts的情况：
-对于t2r(k)+t1r(k)≥ts的情况：
其中
v1(k)是在第二频率(fs)的之前的查询节拍中查询的之前的第一总增量，
v2(k)是在第二频率(fs)的再之前的查询节拍中查询的再之前的第一总增量，
t1(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量，
t1r(k)是与之前的第一总增量相配的时间增量(t1(k))的在之前产生第二总增量时尚未被处理的剩余部分，
t2(k)是与再之前的第一总增量相配的时间增量，
t2r(k)是与再之前的第一总增量相配的时间增量(t2(k))的在至今产生第二总增量时尚未被处理的剩余部分，
v0(k)是在第二频率(fs)的当前的查询节拍中查询的第一总增量，
ts是与第二频率(fs)相配的标称时间增量，和
t0(k)是与在第二频率(fs)的当前的查询节拍中查询的第一总增量相配的时间增量。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于，该滤波器具有初始值给定器，适用于为k＝0的情况提供下列初始条件：
t0(0)＝ts，
t1(0)＝ts，
t2(0)＝ts，
t1r(0)＝ts，
t2r(0)＝0，
v1(0)＝0，和
v2(0)＝0。
15.根据权利要求13的装置，其特征在于，该滤波器适用于如下计算在下一次产生第二总增量(v(k+1))时待使用的t1(k+1)、t2(k+1)、v1(k+1)、v2(k+1)、t1r(k+1)和t2r(k+1)的值：
t1(k+1)＝t0(k)，
t2(k+1)＝t1(k)，
v1(k+1)＝v0(k)，
v2(k+1)＝v1(k)，和
对于t2r(k)+t1r(k)＜ts的情况：
t1r(k+1)＝t0(k)-(ts-t2r(k)-t1r(k))和
t2r(k+1)＝0，
对于t2r(k)+t1r(k)≥ts的情况：
t1r(k+1)＝t0(k)和
t2r(k+1)＝t1r(k)+t2r(k)-ts。
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