CN107977328A - 一种onfi接口双时钟沿采样装置 - Google Patents

一种onfi接口双时钟沿采样装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ONFI接口双时钟沿采样装置，包括首级时钟延时模块、次级时钟延时模块、时钟反相模块、多个数据采样模块、数据先入先出模块，该ONFI接口双时钟沿采样装置在输入时钟与输入数据同步的条件下通过时钟延时模块和时钟反相模块调整各数据采样模块的采样时钟沿位置，从而保证所有数据采样都有足够的建立保持时间，同时保证写入数据先入先出模块的数据与输入数据严格相等。本发明以简单的结构实现了ONFI接口的双时钟沿采样数据并通过先入先出模块转换数据时钟域的目的。

Description

一种ONFI接口双时钟沿采样装置
技术领域
本发明涉及一种ONFI接口双时钟沿采样装置，特别涉及到在ONFI接口高速数据传输中所使用的双时钟沿采样数据并转换时钟域的数据传输装置。
背景技术
随着各种存储设备不断普及，对高速数字通信接口的速度提出了越来越高的要求，例如EMMC、SD、ONFI等各种存储通信接口协议都需要以低功耗小芯片面积来实现数据信号的高速传输。这就需要在接口上对高速数据进行稳定的采样并转换到内部时钟域上，从而保证数据传输的正确性。
ONFI的全称为Open NAND Flash Interface,为新一代的NAND Flash高速数据传输接口标准，为了提高数据传输速度，在传输数据时，ONFI等存储通信接口协议以双时钟沿模式(DDR)传输数据，并且在传输数据的同时，传输一个与数据同相位的时钟采样信号，这个信号一般叫做DQS，接收电路以DQS对数据进行采样，然后将数据转换到内部时钟域进行处理。因为DQS的相位与内部时钟相位是不确定的，现有技术需要以复杂的相位检测电路检测DQS与内部时钟的相对相位后才能进行数据在不同时钟域之间的采样与传输。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，通过简单的结构实现ONFI接口数据的双时钟沿采样并转换到内部时钟域来达到接收ONFI接口高速数据的目的。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：作为本发明的一种ONFI接口双时钟沿采样装置，包括首级时钟延时模块(100)、数据采样模块1(101)、数据采样模块2(102)、数据采样模块3(103)，
所述ONFI接口双时钟沿采样装置还包括时钟反相模块(107)、次级时钟延时模块(104)、数据先入先出模块(108)，
ONFI接口双时钟沿采样装置的输入时钟(11)连接到首级时钟延时模块(100)的输入端，首级时钟延时模块(100)的输出端连接到数据采样模块1(101)的时钟输入端、数据采样模块2(102)的反相时钟输入端、数据采样模块3(103)的反相时钟输入端、时钟反相模块(107)的输入端，
ONFI接口双时钟沿采样装置的输入数据(10)连接到数据采样模块1(101)的数据输入端、数据采样模块2(102)的数据输入端，数据采样模块1(101)的数据输出端连接到数据采样模块3(103)的数据输入端，
数据采样模块2(102)的数据输出端与数据采样模块3(103)的数据输出端分别连接到数据先入先出模块(108)的两个写数据输入端，
时钟反相模块(107)的输出端连接到次级时钟延时模块(104)的输入端，次级时钟延时模块(104)的输出端连接到数据先入先出模块(108)的写时钟输入端，
读时钟输入(21)连接着数据先入先出模块(108)的读时钟输入端，同步读出数据(20)连接着数据先入先出模块(108)的读数据输出端。
优选地，所述ONFI接口双时钟沿采样装置通过首级时钟延时控制模块(100)对输入时钟延时的调整保证数据采样模块1(101)和数据采样模块2(102)的正确采样。
优选地，所述ONFI接口双时钟沿采样装置通过时钟反相模块(107)和次级时钟延时模块(104)对输入时钟的反相和延时的调整，保证数据先入先出模块(108)的写时钟的第一个上升沿采样的是输入数据(10)的第一个与第二个有效数据，保证数据先入先出模块(108)的写时钟的最后一个上升沿采样的是输入数据(10)的倒数第一个与第二个有效数据。
优选地，所述ONFI接口双时钟沿采样装置的输入时钟(11)为间断时钟，只在传输数据时有效。
优选地，所述ONFI接口双时钟沿采样装置的输入时钟(11)以双时钟沿模式传输数据，其第一个上升沿对齐输入数据(10)的第一个数据的起始跳变沿，其最后一个下降沿对齐输入数据(10)的最后一个数据的起始跳变沿。
优选地，所述ONFI接口双时钟沿采样装置的读时钟输入(21)为连续时钟，并与输入时钟(11)同源。
本发明的有益效果是：
本发明一种ONFI接口双时钟沿采样装置基于简单的结构，对采样时钟沿进行调整，并通过先入先出模块实现ONFI接口数据的双时钟沿采样并转换到内部时钟域来达到接收ONFI接口高速数据的目的。
附图说明
图1是本发明一种ONFI接口双时钟沿采样装置的应用实施系统模块图
图2是本发明一种ONFI接口双时钟沿采样装置的数据时钟时序转换图
其中：
10 输入数据
11 输入时钟
12 延时时钟
13 采样数据1
14 采样数据2
15 采样数据3
16 反相时钟
17 反相延时时钟
20 同步读出数据
21 读时钟输入
100 首级时钟延时模块
101 数据采样模块1
102 数据采样模块2
103 数据采样模块3
104 次级时钟延时模块
107 时钟反相模块
108 数据先入先出模块
1081 写时钟输入端
1082 写数据输入端1
1083 写数据输入端2
1084 读数据输出端
1085 读时钟输入端
具体实施方式
下面，结合附图中的实施例对本发明一种ONFI接口双时钟沿采样装置进行进一步说明。
如图1所示，本发明的一种实施实例，一种ONFI接口双时钟沿采样装置包括首级时钟延时模块(100)、时钟反相模块(107)、次级时钟延时模块(104)、数据采样模块1(101)、数据采样模块2(102)、数据采样模块3(103)、数据先入先出模块(108)。
输入数据(10)连接到数据采样模块1(101)和数据采样模块2(102)的数据输入D端，输入时钟(11)经过首级时钟延时模块(100)后的延时时钟(12)连接到数据采样模块1(101)的时钟输入CLK端、数据采样模块2(102)和数据采样模块3(103)的反相时钟输入CLKB端、时钟反相模块(107)的输入端，数据采样模块1(101)的数据输出Q端为采样数据1(13)，连接到数据采样模块3(103)的数据输入D端，数据采样模块3(103)的数据输出Q端为采样数据3(15)，连接到数据先入先出模块(108)的写数据输入端1(1082)，数据采样模块2(102)的数据输出Q端为采样数据2(14)，连接到数据先入先出模块(108)的写数据输入端2(1083)，时钟反相模块(107)的输出端为反向时钟(16)，连接到次级时钟延时模块(104)的输入端，次级时钟延时模块(104)的输出端为反向延时时钟(17)，连接到数据先入先出模块(108)的写时钟输入端(1081)，读时钟输入(21)连接到数据先入先出模块(108)的读时钟输入端(1085)，数据先入先出模块(108)的数据输出端(1084)连接到同步读出数据(20)。
如图2所示，输入数据(10)和输入时钟(11)保持同步，通过首级时钟延时模块(100)对输入时钟延时进行调整，让延时时钟(12)的上升沿和下降沿都处在输入数据(10)的中间，保证数据采样模块1(101)的时钟上升沿采样有足够的建立保持时间，同时保证数据采样模块2(102)时钟下降沿采样有足够的建立保持时间。
在ONFI接口中，上述输入时钟(11)为ONFI接口的DQS信号，输入时钟(11)为间断时钟，只在传输数据时有效，输入时钟(11)以双时钟沿模式传输数据，其第一个上升沿对齐输入数据(10)的第一个数据的起始跳变沿，其最后一个下降沿对齐输入数据(10)的最后一个数据的起始跳变沿。
数据采样模块3(103)将时钟上升沿对齐的采样数据1(13)转为时钟下降沿对齐的采样数据3(15)。时钟反相模块(107)将输入时钟(11)反相，再经过次级时钟延时模块(104)对时钟延时进行调整，让反相延时时钟(17)的上升沿处在采样数据2(14)和采样数据3(15)的中间，保证将采样数据2(14)和采样数据3(15)写入数据先入先出模块(108)时相对于写时钟上升沿有足够的建立保持时间，而且反相延时时钟(17)的第一个上升沿采样的是输入数据(10)的第一个与第二个有效数据，反相延时时钟(17)的最后一个上升沿采样的是输入数据(10)的倒数第一个与第二个有效数据，使得写入数据先入先出模块(108)的数据严格等于输入数据(10)上的数据，再由读时钟输入(21)读出为同步读出数据(20)，从而将输入数据(10)从输入时钟(11)的时钟域转移到了读时钟输入(21)的时钟域。
读时钟输入(21)可以为连续时钟，读时钟输入(21)可以与输入时钟(11)同源，频率相同但相位可以不同。
当由读时钟输入(21)读出同步读出数据(20)时，如果数据先入先出模块(108)的状态为空状态，则同步读出数据(20)为无效，当数据先入先出模块(108)的状态为非空状态时，同步读出数据(20)为有效数据。
本发明以简单结构在输入时钟不连续的条件下实现了ONFI接口输入数据的接收及通过先入先出模块转换数据时钟域的目的。
上述装置仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明的保护范围上的任何限定，本发明请求的保护范围应当以权利要求书所记载的内容为准，凡是依据本发明的技术实质对上述具体实施方式所作的任何简单变化、等同替换或者分解合并，均仍属于本发明请求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种ONFI接口双时钟沿采样装置，包括首级时钟延时模块(100)、数据采样模块1(101)、数据采样模块2(102)、数据采样模块3(103)，其特征在于：
所述ONFI接口双时钟沿采样装置还包括时钟反相模块(107)、次级时钟延时模块(104)、数据先入先出模块(108)，
ONFI接口双时钟沿采样装置的输入时钟(11)连接到首级时钟延时模块(100)的输入端，首级时钟延时模块(100)的输出端连接到数据采样模块1(101)的时钟输入端、数据采样模块2(102)的反相时钟输入端、数据采样模块3(103)的反相时钟输入端、时钟反相模块(107)的输入端，
ONFI接口双时钟沿采样装置的输入数据(10)连接到数据采样模块1(101)的数据输入端、数据采样模块2(102)的数据输入端，数据采样模块1(101)的数据输出端连接到数据采样模块3(103)的数据输入端，
数据采样模块2(102)的数据输出端与数据采样模块3(103)的数据输出端分别连接到数据先入先出模块(108)的两个写数据输入端，
时钟反相模块(107)的输出端连接到次级时钟延时模块(104)的输入端，次级时钟延时模块(104)的输出端连接到数据先入先出模块(108)的写时钟输入端，
读时钟输入(21)连接着数据先入先出模块(108)的读时钟输入端，同步读出数据(20)连接着数据先入先出模块(108)的读数据输出端。
2.根据权利要求1所述的一种ONFI接口双时钟沿采样装置，其特征在于：通过首级时钟延时控制模块(100)对输入时钟延时的调整保证数据采样模块1(101)和数据采样模块2(102)的正确采样。
3.根据权利要求1所述的一种ONFI接口双时钟沿采样装置，其特征在于：通过时钟反相模块(107)和次级时钟延时模块(104)对输入时钟的反相和延时的调整，保证数据先入先出模块(108)的写时钟的第一个上升沿采样的是输入数据(10)的第一个与第二个有效数据，保证数据先入先出模块(108)的写时钟的最后一个上升沿采样的是输入数据(10)的倒数第一个与第二个有效数据。
4.根据权利要求1所述的一种ONFI接口双时钟沿采样装置，其特征在于：输入时钟(11)为间断时钟，只在传输数据时有效。
5.根据权利要求1所述的一种ONFI接口双时钟沿采样装置，其特征在于：输入时钟(11)以双时钟沿模式传输数据，其第一个上升沿对齐输入数据(10)的第一个数据的起始跳变沿，其最后一个下降沿对齐输入数据(10)的最后一个数据的起始跳变沿。
6.根据权利要求1所述的一种ONFI接口双时钟沿采样装置，其特征在于：读时钟输入(21)为连续时钟，并与输入时钟(11)同源。
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