CN110888831B - 一种多电源域异步通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多电源域异步通信装置，包括第一电源域及第二电源域，所述第一电源域与所述第二电源域通讯连接，所述第二电源域还包括：异步FIFO模块，所述异步FIFO模块通过第一通讯接口与所述第一电源域连接；复位模块，所述复位模块通过第二通讯接口与所述第一电源域连接；中断模块，所述中断模块通过第三通讯接口与所述第一电源域连接。本发明可以扩展到更多电源域间的通信；也可适用于单电源域，不同时钟域的通信设计中，确保了通信的可靠性、灵活性及安全性。

Description

一种多电源域异步通信装置
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，更具体的说是涉及一种多电源域异步通信装置。
背景技术
在多电源域集成电路中，使用同一个电源进行供电的部分可以被称作一个电源域；而使用不同的电源进行供电的部分则被称为不同电源域。每一个电源域中都可以包括多个不同的电路器件，不同电源域之间可以通过电源域接口连接，以实现电源域之间的信号传输。
然而，在片上多电源域通信设计中，若要实现电源域间具有可靠性、灵活性及安全性的通信接口，需要满足以下要求：
1.如何在独立控制的不同电压不同状态组合下，保证通信的可靠性及安全性；
2.在通信接口两端的电源域均工作的状况下，如何兼容不同的时钟状态，体现通信接口的灵活性；
3.在通信接口两端的电源域均工作的状况下， 任一端发生复位后，如何保证通信接口数据的可靠性；
4.在通信接口一方有紧急任务寻求，但另一方仍处于休眠状态时，如何保证通信接口的灵活性和可靠性；
5.在通信接口一方长时间不做响应时，如何还能保证通信的可靠性和安去性。
因此，如何提供一种能够同时满足上述问题的多电源域异步通信装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多电源域异步通信装置，可以扩展到更多电源域间的通信；也可适用于单电源域，不同时钟域的通信设计中，确保了通信的可靠性、灵活性及安全性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多电源域异步通信装置，包括第一电源域及第二电源域，所述第一电源域与所述第二电源域通讯连接，其中所述第二电源域还包括：
异步FIFO模块，所述异步FIFO模块通过第一通讯接口与所述第一电源域连接；
复位模块，所述复位模块通过第二通讯接口与所述第一电源域连接；
中断模块，所述中断模块通过第三通讯接口与所述第一电源域连接。
优选的，还包括：第三电源域，所述第三电源域与所述第一电源域及所述第二电源域通讯连接，所述第三电源域用于查询所述第一电源域及所述第二电源域的状态。
优选的，还包括：所述第三电源域包括：第一控制器及第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器双向通讯连接，且所述第一控制器与所述第一电源域通讯连接，所述第二控制器与所述第二电源域通讯连接。
优选的，当所述第一电源域及所述第二电源域的供电电压相同时，所述复位模块与所述第一电源域之间还连接有隔离模块。隔离模块可以保证一方掉电时，另一方端口信号不受影响。
优选的，当所述第一电源域及所述第二电源域的供电电压不同时，所述复位模块与所述第一电源域之间连接有电平转换单元。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种多电源域异步通信装置，在第一电源域及第二电源域均有电的情况下，可实现不同时钟域的异步接口通信，且可产生中断及时通知对方，可以扩展到更多电源域间的通信；也可适用于单电源域不同时钟域的通信设计中；在通信接口两端的电源域都工作的状况下，异步通信接口兼容不同的时钟状态，实现通信接口的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种多电源域异步通信装置的结构原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1所示，本发明实施例公开了一种多电源域异步通信装置，包括第一电源域及第二电源域，所述第一电源域与所述第二电源域通讯连接，所述第二电源域还包括：
异步FIFO模块，所述异步FIFO模块通过第一通讯接口与所述第一电源域连接；
复位模块，所述复位模块通过第二通讯接口与所述第一电源域连接；
中断模块，所述中断模块通过第三通讯接口与所述第一电源域连接。
具体的，复位模块为了保证两个时钟域有一端复位，另一端不会读取无效信息，所以两端FIFO均复位。但是考虑到同步复位，需要复位处理模块对复位信号做处理；对于时钟1的FIFO复位1：其值为复位0同步到时钟1，然后逻辑与复位1。同理，时钟0的FIFO复位0：复位1同步到时钟0，然后逻辑与复位0。
具体的，异步FIFO模块内部有两个FIFO：一个为第一第一电源域端写数，第二电源域端读数的收数FIFO；另一个为第二电源域端写数，第一电源域端读数的发数FIFO；同时，该模块还有收/发数FIFO的状态位（如收数FIFO空/满，发数FIFO空/满），软件可以查询状态，状态位也可给到中断控制模块中产生对应中断。
具体的，中断模块根据控制信号1和0选择对应的FIFO状态，产生中断0/1。控制0和控制1可以根据实际应用，配置不同的中断使能，当FIFO状态为设定的使能状态，即可产生对应的中断0/中断1；具体的中断使能类型，包括收数FIFO非空，收数FIFO满，发数FIFO空，发数FIFO满。但中断使能不限于这四种类型，可扩展为FIFO半满，即将满，即将空等类型。FIFO是指先进先出。
具体的，为了保证两个时钟域有一端复位，另一端不会拿到无效信息，所以两端FIFO均复位。但是考虑到同步复位，需要复位处理模块对复位信号做处理；具体来说，对于时钟1的FIFO复位：其值为复位0同步到时钟1，然后逻辑与复位1；同理，时钟0的FIFO复位：复位1同步到时钟0，然后逻辑与复位0。
具体的，参见附图1所示，第二电源域的1端口的信号属于时钟域即复位1，读/写数据1，控制1，中断1都和时钟1同步；0端口的信号属于时钟0时钟域，即复位0，读/写数据0，控制0，中断0都和时钟0同步。
第一电源域的0端口和第二电源域的1端口的数据通信（数据交互），主要通过读写异步FIFO实现异步通信。如第一电源域端写数据1到FIFO；第二电源域端，会产生收数FIFO非空的中断；然后第二电源域端，读取对应的数据，即可知道第一电源域端发来的信息；同理，第二电源域端可回复应答信息给第一电源域端。
在一个具体的实施例中，还包括：第三电源域，所述第三电源域与所述第一电源域及所述第二电源域通讯连接，所述第三电源域用于查询所述第一电源域及所述第二电源域的状态；第三电源域的供电电源一直有电。
在一个具体的实施例中，还包括：所述第三电源域包括：第一控制器及第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器双向通讯连接，且所述第一控制器与所述第一电源域通讯连接，所述第二控制器与所述第二电源域通讯连接。
在一个具体的实施例中，在第一电源域及第二电源域一方没有电的情况下，第一电源域可先查询常开电源域中的电源状态，如需要进行连接可置起唤醒源（唤醒0/1），唤醒对方，再通过异步通信接口进行通信。
在一个具体的实施例中，当所述第一电源域及所述第二电源域的供电电压相同时，所述复位模块与所述第一电源域之间还连接有隔离模块。
在一个具体的实施例中，当所述第一电源域及所述第二电源域的供电电压不同时，所述复位模块与所述第一电源域之间连接有电平转换单元。
本发明具体工作原理如下：
第二电源域的信号属于时钟域0（即复位0，读/写数据0，控制0，中断0都和时钟0同步）；第一电源域的信号属于时钟域1（即复位1，读/写数据1，控制1，中断1都和时钟1同步）。
时钟0和时钟1为异步时钟（两个时钟的频率和相位完全独立）。
第二电源域和第一电源域的数据通信，主要通过读写异步FIFO实现异步通信，具体过程如下：
（1）时钟域1写数，时钟域0读数
以单个数据收发为例，时钟域1写数据A到FIFO，收数FIFO状态1为非空；同步到时钟域0，收数FIFO状态0为非空；时钟域0，置起收数FIFO非空的中断，读取对应的数据A，即可知道时钟域1发来的信息。
（2）时钟域0写数，时钟域1读数
以多个数据收发为例，时钟域0写一组数据B1,B2,…,Bn到FIFO，直到发数FIFO状态0为满；同步到时钟域0，发数FIFO状态0为满；时钟域0，置起发数FIFO满的中断，读取对应的数据B1,B2,…,Bn，即可知道时钟域0发来的信息。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种多电源域异步通信接口电路，包括第一电源域及第二电源域，其特征在于，所述第二电源域还包括：
异步FIFO模块，所述异步FIFO模块通过第一通讯接口与所述第一电源域连接；
复位模块，所述复位模块通过第二通讯接口与所述第一电源域连接；
中断模块，所述中断模块通过第三通讯接口与所述第一电源域连接；
所述异步FIFO模块内部有两个FIFO：一个为所述第一电源域端写数，所述第二电源域端读数的收数FIFO，另一个为所述第二电源域端写数，所述第一电源域端读数的发数FIFO；同时，该模块还有收/发数FIFO的状态位，通过查询状态位，状态位给到所述中断模块中产生对应中断；
所述中断模块根据控制信号1和0选择对应的FIFO状态，当FIFO状态为设定的使能状态，产生对应的中断0/中断1。
2.根据权利要求1所述的一种多电源域异步通信接口电路，其特征在于，
还包括：第三电源域，所述第三电源域与所述第一电源域及所述第二电源域通讯连接，所述第三电源域用于查询所述第一电源域及所述第二电源域的状态。
3.根据权利要求2所述的一种多电源域异步通信接口电路，其特征在于，所述第三电源域包括：第一控制器及第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器双向通讯连接，且所述第一控制器与所述第一电源域通讯连接，所述第二控制器与所述第二电源域通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种多电源域异步通信接口电路，其特征在于，当所述第一电源域及所述第二电源域的供电电压相同时，所述复位模块与所述第一电源域之间还连接有隔离模块。
5.根据权利要求4所述的一种多电源域异步通信接口电路，其特征在于，当所述第一电源域及所述第二电源域的供电电压不同时，所述复位模块与所述第一电源域之间连接有电平转换单元。
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