DE102005044083A1

DE102005044083A1 - Mehrbauelementesystem und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102005044083A1
Application number: DE102005044083A
Authority: DE
Inventors: Hoe-ju Yongin Chung
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2006-08-24
Also published as: KR20060092313A; US7380152B2; US20060181944A1; JP2006229931A; KR100666225B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrbauelementesystem und ein Betriebsverfahren für ein Mehrbauelementesystem. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind ein Hostbauelement (110), welches dafür eingerichtet ist, ein Datensignal an einem Ausgabeanschluss (COUT) auszugeben und das Datensignal an einem Eingabeanschluss (CIN) zu empfangen und ein Rückkopplungssignal zwischen dem Eingabeanschluss und dem Ausgabeanschluss bereitzustellen, wobei es einen Oszillator (11) umfasst, welcher ein Referenzsignal mit einer regulären Periode von dem Rückkopplungssignal erzeugt und das Referenzsignal am Ausgabeanschluss bereitstellt, eine Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N), ein Systemtreiberbus (130) mit einer Mehrzahl von ersten bis N-ten Treiberbusabschnitten (130_1 bis 130_N), ein Systemantwortbus (140) mit einer Mehrzahl von ersten bis N-ten Antwortbusabschnitten (140_1 bis 140_N) und ein Kettenbus (150) vorhanden, welcher dafür eingerichtet ist, den Systemtreiberbus mit dem Systemantwortbus zu verbinden. DOLLAR A Verwendung z. B. für Mehrbauelementesysteme mit Host und mehreren an diesen angeschlossenen DIMM-Bauelementen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrbauelementesystem und ein Betriebsverfahren hierfür.

Viele Mehrbauelementesysteme sind durch ein zentrales Hostbauelement und eine Mehrzahl von Klientenbauelementen charakterisiert. Die Klientenbauelemente werden häufig sequentiell durch Steuersignale oder Steuerdaten gesteuert, welche vom Hostbauelement bereitgestellt werden. Bei einer größeren Anzahl von angeschlossenen Klientenbauelementen ist eine Abschätzung von Verzögerungszeiten für die Datenübertragung von Steuersignalen zwischen dem Hostbauelement und den Klientenbauelementen erforderlich.

In einem herkömmlichen Mehrbauelementesystem wird die Datenübertragungsverzögerungszeit zwischen dem Hostbauelement und den Klientenbauelementen allgemein durch Prozesse abgeschätzt, die wiederholte Experimente und/oder wiederholte physikalische Messungen einschließen. Daher ist eine genaue Berechnung einer charakteristischen Verzögerungszeit durch Prozesse, die wiederholte Experimente und/oder wiederholte physikalische Messungen einschließen, sehr problematisch, wenn das herkömmliche Mehrbauelementesystem eine große Anzahl oder eine komplexe Konfiguration von Klientenbauelementen umfasst oder wenn komplizierte Schaltungen benutzt werden, um Bauelemente mit dem Mehrbauelementesystem zu verbinden. In der Tat werden experimentelle Protokolle und/oder Messprotokolle häufig sehr komplex und aufwändig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Mehrbauelementesystem und ein Betriebsverfahren hierfür anzugeben, welche die oben genannten Unzulänglichkeiten des Standes der Technik zumindest teilweise vermeidet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Mehrbauelementesystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 14 und durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung stellt ein Mehrbauelementesystem und ein Betriebsverfahren hierfür zur Verfügung, die für eine genaue Abschätzung oder Berechnung von Datensignalübertragungsverzögerungszeiten unter Verwendung einer relativ einfachen Systembusstruktur und zugehöriger Schaltkreise sowie eines zugehörigen Berechnungsprotokolls eingerichtet sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Mehrbauelementesystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2a und 2b jeweils ein Blockschaltbild von Ausführungsbeispielen eines Klientenbauelements aus 1,
3 ein Flussdiagramm eines Betriebsverfahrens für das Mehrbauelementesystem gemäß 1, welches ein Verfahren zum Ermitteln einer Übertragungsverzögerungszeit zwischen einem Hostbauelement und einem i-ten Klientenbauelement umfasst,
4 ein Flussdiagramm eines anderen Betriebsverfahrens für das Mehrbauelementesystem gemäß 1, welches ein Verfahren zum Ermitteln einer Anzahl von Verzögerungstakten für ein i-tes Klientenbauelement umfasst,
5 ein Blockdiagramm eines Mehrbauelementesystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und
6 ein Ausführungsbeispiel eines Klientenbauelements aus 5.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente bzw. Komponenten, welche gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Vor der Beschreibung eines beispielhaften Systems wird zuerst ein typisches Klientenbauelement beschrieben. Die Auswahl eines spezifischen typischen Klientenbauelements sowie beispielhafter Verbindungselemente ermöglicht ein leichtes Verständnis der Beschreibung des nachfolgenden Systems. Es sei hervorgehoben, dass die getroffene Auswahl beispielhaft ist und die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Ein Dual-In-Line-Speichermodul (DIMM) sei als typisches Klientenbauelement ausgewählt, welches in Ausführungsformen der Erfindung an wendbar ist. DIMMs sind im Allgemeinen kleine gedruckte Schaltungsplatinen (PCBs), auf welchen eine Mehrzahl von diskreten Elementen und Bauelementen, wie integrierte Schaltungen, angeordnet sein können. Ein DIMM umfasst typischerweise Verbindungsleitungsdrähte, auf welche über im PCB integrierte elektrische Verbinder zugegriffen werden kann. Zudem kann jedes DIMM operativ in einen kleinen Sockelverbinder eingeführt werden, der mit einer größeren PCB gekoppelt ist, die allgemein als Hauptplatine bezeichnet wird. Typischerweise ist eine Mehrzahl von DIMMs über sogenannte Mehrfachverbindungsleitungs-Dropverbindungen, die gewöhnlich den Sockelverbinder queren, direkt mit einem gemeinsamen Hostbauelement verbunden, wodurch die Mehrfachverbindungsleitungsdrähte des DIMM mit einem oder mehreren Systembussen verbindbar sind, welche mit dem Hostbauelement verknüpft sind. Diese Multidrop-Verbindungen können viele verschiedene physikalische Formen aufweisen, verbinden jedoch generell ein DIMM über einen oder mehrere Verbindungsanschlüsse mit einem oder mehreren Systembussen.
Der oder die Systembusse ermöglichen eine Kommunikation von Daten, Steuersignalen, Adressensignalen, Takt-/Zeitsteuerungssignalen usw., welche nachfolgend vereinfacht zusammenfassend oder einzeln als Datensignale bezeichnet werden, zwischen dem Hostbauelement und der Mehrzahl von angeschlossenen DIMMs. Diese verschiedenen Signale werden häufig entlang einem oder mehreren Systembussen zwischen den diskreten Elementen und/oder integrierten Schaltungen geleitet, welche auf entsprechenden DIMMs und dem Hostbauelement angeordnet sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Systembusse einen Systemtreiberbus, welcher dafür eingerichtet ist, Datensignale vom Hostbauelement zu einer Mehrzahl von Klientenbauelementen, z.B. Mehrfach-DIMMs, zu kommunizieren, und einen Systemantwortbus, welcher dafür eingerichtet ist, Datensignale von den Klientenbauelementen zum Hostbauelement zu kommunizieren. Der Treiberbus und der Antwortbus können nach Bedarf des Schaltungsdesigns in separaten Signalleitungen und/oder in gemeinsamen bzw. gemultiplexten Signalleitungen angeordnet werden.
1 zeigt ein beispielhaftes Systemlayout eines Mehrbauelementesystems 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Mehrbauelementesystem 100 ein Hostbauelement 110 und eine Mehrzahl N eines ersten bis N-ten Klientenbauelementes 120_1 bis 120_N, wobei N eine natürliche Zahl gleich oder größer als zwei ist. Zudem umfasst das Mehrbauelementesystem 100 einen segmentierten Systemtreiberbus 130, einen segmentierten Systemantwortbus 140 und einen Kettenbus 150.
Das Hostbauelement 110 überträgt Datensignale von einem Ausgabeanschluss COUT und empfängt Datensignale über einen Eingabeanschluss CIN. Das Hostbauelement 110 stellt ein Rückkopplungssignal vom Eingabeanschluss CIN an den Ausgabeanschluss COUT bereit.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Hostbauelement 110 einen Oszillator 111, welcher dafür eingerichtet ist, die Oszillationsfrequenz eines Referenzsignals zu regulieren, d.h. zu steuern bzw. zu regeln, welches am Ausgabeanschluss COUT des Hostbauelements zur Verfügung gestellt wird. Dieses Referenzsignal kann der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen 120_1 bis 120_N, welche mit dem Hostbauelement 110 in einer verketteten (Daisy-Chain)-Struktur verbunden sind, separat oder als eine Oszillationsreferenzmodulation, mit der eines oder mehrere der Datensignale beaufschlagt werden, zur Verfügung gestellt werden.
Der Oszillator 111 kann einen Inverter 111a umfassen, welcher das Rückkopplungssignal invertiert, welches vom Eingabeanschluss CIN empfangen wird, und anschließend in invertierter Form am Ausgabeanschluss COUT zur Verfügung stellt. In einer Ausführungsform der Erfindung, welche die beispielhafte Struktur umfasst, wird eine Übertragungsverzögerung, welche nachfolgend als gepufferte Verzögerungszeit tBUF bezeichnet wird, zwischen dem Eingabeanschluss CIN und dem Ausgabeanschluss COUT des Hostbauelements 110 auf das Rückkopplungssignal angewendet, welches einen logischen Zustand aufweist, der vom Oszillator 111 über den Inverter 111a invertiert wird. Das bedeutet, dass eine berechnete Verzögerungszeit zwischen einem Maximum eines oder mehrerer Datensignale, welche am Eingabeanschluss CIN empfangen werden, und einem Minimum für ein korrespondierendes Rückkopplungssignal, welches dem Ausgabeanschluss COUT bereitgestellt wird, als gepufferte Verzögerungszeit tBUF definiert ist. Natürlich kann der Wert der gepufferten Verzögerungszeit tBUF vom Systementwickler durch verschiedene herkömmliche Verfahren eingestellt werden, einschließlich der Auswahl oder des Designs des Inverters 111a.
Jeder der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen 120_1 bis 120_N umfasst einen Treibereingabeanschluss DI, einen Treiberausgabeanschluss DO, einen Antworteingabeanschluss RI und einen Antwortausgabeanschluss RO. Vom Hostbauelement 110 ausgehende Datensignale werden über den Systemtreiberbus 130 in Kaskade an jedes der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen übertragen, wobei die Datensignale jeweils vom Treiberausgabeanschluss DO eines vorherigen Klientenbauelementes ausgegeben und in den Treibereingabeanschluss DI eines nachfolgenden Klientenbauelementes eingegeben werden.
Des Weiteren werden Datensignale in einer ähnlichen Kaskade über den Systemantwortbus 140 vom vorherigen Antwortausgabeanschluss RO eines vorherigen Klientenbauelementes ausgegeben und in den Antworteingabeanschluss RI eines nachfolgenden Klientenbauelementes eingegeben.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen 120_1 bis 120_N als Speichermodule ausgeführt, welche jeweils ein oder mehrere montierte Speicherbauelemente umfassen, die einzeln und unabhängig adressiert und gelesen oder beschrieben werden können.
In diesem Zusammenhang umfasst der Systemtreiberbus einen ersten bis N-ten Treiberbusabschnitt 130_1 bis 130_N. In wenigstens einer Ausführungsform ist jeder Treiberbusabschnitt separat implementiert. In einem solchen Fall können die Treiberbusabschnitte als Systembusse zwischen benachbarten Multidrop-Verbindungen ausgeführt sein. In anderen Ausführungsformen können die Treiberbusabschnitte jedoch als Teil einer oder mehrerer fortlaufender Busstrukturen verbunden und integriert sein.
Die physikalische Implementierung eines i-ten Treiberbusabschnitts kann als Verbindung eines Treiberausgabeanschlusses DO eines (i-1)-ten Klientenbauelements mit einem Treibereingabeanschluss DI des i-ten Klientenbauelements beschrieben werden. In diesem Zusammenhang bezeichnet das (i-1)-te ein vorheriges Klientenbauelement in der Kaskade und das i-te ein aktuelles Klientenbauelement. Durch Benutzen dieser Nomenklatur liegt der Wert von „i" im Bereich von 2 bis N. Ein erster Treiberbusabschnitt 130_1 verbindet den Ausgabeanschluss COUT des Hostbauelements 110 mit dem Treibereingabeanschluss DI des ersten Klientenbauelements 120_1.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die entsprechenden Datensignalübertragungsverzögerungszeiten (Signalverzögerungen) für jeden der Treiberbusabschnitte 130_1 bis 130_N, d.h. die entsprechenden Verzögerungszeiten zwischen dem Treiberausgabeanschluss DO eines (i-1)-ten Klientenbauelements und dem Treibereingabeanschluss DI eines i-ten Klientenbauelements, eine Funktion von Datensignallaufzeitverzögerungen tFLT. In der Praxis sind sich die entsprechenden Busabschnittlaufzeitverzögerungen sehr ähnlich.
Der Systemantwortbus umfasst einen ersten bis N-ten Antwortbusabschnitt 140_1 bis 140_N. Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die Antwortbusabschnitte separat implementiert sein oder als Teil einer integrierten Busstruktur bereitgestellt sein, wie oben im Zusammenhang mit dem Systemtreiberbus ausgeführt wurde.
Ein i-ter Antwortbusabschnitt verbindet den Antworteingabeanschluss RI eines (i-1)-ten Klientenbauelements mit einem Antwortausgabeanschluss RO des i-ten Klientenbauelements. Des Weiteren verbindet der erste Antwortbusabschnitt 140_1 den Eingabeanschluss CIN des Hostbauelements 110 mit dem Antwortausgabeanschluss RO des ersten Klientenbauelements 120_1.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verzögerungszeiten für die Antwortbusabschnitte 140_1 bis 140_N, d.h. die entsprechenden Verzögerungszeiten zwischen dem Antwortausgabeanschluss RO eines beliebigen Klientenbauelements und dem Antworteingabeanschluss RI eines nachfolgenden Klientenbauelements, ebenfalls als eine Laufzeitverzögerung tFLT implementiert, ähnlich wie im Fall der entsprechenden Treiberbusabschnitte.
Der Kettenbus 150 verbindet den Treiberausgabeanschluss DO und den Antworteingabeanschluss RI des letzten, d.h. N-ten, Klientenbauelements 120_N. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verzögerungszeit des Kettenbusses 150, d.h. die Verzögerungszeit zwischen dem Trei berausgabeanschluss DO und dem Antworteingabeanschluss RI des N-ten Klientenbauelements, eine Funktion der Laufzeitverzögerung tFLT, ähnlich zum Fall jedes Treiberbusabschnittes und jedes Antwortbusabschnittes.
Wie oben ausgeführt ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mehrbauelementesystem das Hostbauelement 110 und die Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen 120_1 bis 120_N, welche unter Benutzung des Systemtreiberbusses 130, des Systemantwortbusses und des Kettenbusses 150 jeweils in einer Daisy-Chain-Struktur verbunden sind. Zusätzlich wird unter Verwendung eines ausgewählten oder speziell vorgesehenen Rückkopplungssignals, das an einem Anschluss N110 des Hostbauelements erscheint, ein Oszillationsreferenzsignal in der Daisy-Chain-Struktur kommuniziert.
In diesem Fall kann die Oszillationsperiode tOSC für das Rückkopplungssignal durch die nachfolgende Gleichung (1) bestimmt werden: tOSC = 2·(2N + 1)·(tBUF + tFLT) (1)
Zudem kann, wenn die Oszillationsperiode tOSC identifiziert ist, z.B. gemessen, eine Übertragungsverzögerungszeit tDi zwischen dem Hostbauelement 110 und jedem i-ten Klientenbauelement 120_i durch die folgende Gleichung (2) bestimmt werden: tDi = i·tOSC/(2·(2N + 1)) (2)
Die 2a und 2b zeigen jeweils einen Ausschnitt der Klientenbauelemente 120_1 bis 120_N aus 1 zur Darstellung von ausgewählten Aspekten. Wie aus den 2a und 2b ersichtlich ist, umfasst jedes der Klientenbauelemente 120_1 bis 120_N einen Treibereingabepuffer DIB, einen Treiberausgabepuffer DOB, einen Antworteingabepuffer RIB und einen Antwortausgabepuffer ROB.
Der Treibereingabepuffer DIB puffert ein Treibereingabedatensignal, welches von einem korrespondierenden Treibereingabeanschluss DI empfangen wird, und der Treiberausgabepuffer DOB puffert ein Treiberausgabedatensignal, welches vom Treibereingabepuffer DIB empfangen wird, und stellt das gepufferte Treiberdatenausgabesignal dem Treiberausgabeanschluss DO zur Verfügung.
Der Antworteingabepuffer RIB puffert ein Eingabeantwortdatensignal, welches vom korrespondierenden Antworteingabeanschluss RI empfangen wird, und der Antwortausgabepuffer ROB puffert ein Ausgabeantwortdatensignal, welches vom Antworteingabepuffer RIB empfangen wird, und stellt das gepufferte Antwortausgabedatensignal dem Antwortausgabeanschluss RO zur Verfügung.
Vorzugsweise umfasst wenigstens eines der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen einen Frequenzmultiplizierer 121. Wie aus 2a ersichtlich ist, kann der Frequenzmultiplizierer 121 implementiert werden, um die Frequenz eines Signals, welches zwischen dem Treibereingabeanschluss DI und dem Treiberausgabeanschluss DO kommuniziert wird, mit einem Faktor „K" zu multiplizieren. Zudem kann, wie aus 2b ersichtlich ist, der Frequenzmultiplizierer 121 implementiert werden, um die Frequenz eines Signals, welches zwischen dem Antworteingabeanschluss RI und dem Antwortausgabeanschluss RO kommuniziert wird, mit einem Faktor „K" zu multiplizieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Frequenzmultiplizierer 121 als eine Phasenregelkreisschaltung (PLL-Schaltung) mit einem herkömmlichen Aufbau implementiert.
Die multiplizierte Signalausgabe des Frequenzmultiplizierers 121 kann als Referenztaktsignal RCLK verwendet werden, welches eine oder mehrere Schaltungen innerhalb des Klientenbauelements steuert. Der Wert des Faktors „K" kann für jedes Klientenbauelement extern programmiert werden, beispielsweise durch Benutzung eines programmierbaren Modusregistersatzes (MRS) oder einer ähnlichen herkömmlichen Technik.
Mit der obigen Struktur als Hintergrund kann eine Anzahl von Verzögerungstaktperioden tCi, welche an jedem der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen mit Frequenzmultiplizierer 121 auftreten, einfach berechnet werden. In diesem Fall entspricht die Anzahl von Verzögerungstaktperioden tCi der maximalen Anzahl von Perioden des Referenztaktsignals RCLK, welche während des Zeitraums erzeugt werden können, in welchem ein ausgewähltes oder speziell zur Verfügung gestelltes Datensignal, welches im Hostbauelement 110 erzeugt wird, schließlich jedes entsprechende Klientenbauelement erreicht.
Im Detail kann die Periode tRCLK des Referenztaktsignals RCLK durch die nachfolgende Gleichung (3) bestimmt werden: tRCLK = tOSC/K (3)
Mit dieser Definition entspricht die Anzahl an Verzögerungstaktperioden tCi einem Wert, der erhalten wird, wenn die Übertragungsverzögerungszeit tDi zwischen dem Hostbauelement 110 und einem i-ten Klientenbauelement durch die Periode tRCLK des Referenztaktsignals geteilt wird. Daher kann die Anzahl an Verzögerungstaktsignalperioden tCi durch die nachfolgende Gleichung (4) bestimmt werden. tCi = tDi/tRCLK tCi = {i·tOSC/(2·(2N + 1))}/{tOSC/K} tCi = i·K/(2·(N + 1)) (4)
In diesem Fall können i, K und N einfach bestimmt werden, so dass die Anzahl an Verzögerungstaktsignalperioden tCi für das i-te Klientenbauelement einfach bestimmt werden kann.
3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Betriebsverfahrens für ein Mehrbauelementesystem, wie das in 1 dargestellte System. Das beispielhafte Verfahren zeigt eine Möglichkeit, wie eine Übertragungsverzögerungszeit tDi zwischen dem Hostbauelement und einem i-ten Klientenbauelement bestimmt werden kann. Zuerst wird im Schritt S310 der Kettenbus 150 zwischen dem Treiberausgabeanschluss DO und dem Antworteingabeanschluss RI des N-ten Klientenbauelements installiert, um die Daisy-Chain-Struktur abzuschließen, welche das Hostbauelement 110 und die Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen verbindet. Dann identifiziert das Hostbauelement 110 im Schritt S320 die Oszillationsperiode tOSC des Rückkopplungssignals. Schließlich berechnet das Hostbauelement 110 im Schritt S330 die Übertragungsverzögerungszeit tDi zwischen dem Hostbauelement 110 und einem i-ten Klientenbauelement 120_i unter Benutzung der oben beschriebenen Gleichung (2).
4 zeigt ein Flussdiagramm eines anderen Betriebsverfahrens für das Mehrbauelementesystem gemäß 1, welches ein Verfahren zum Ermitteln der Anzahl von Verzögerungstakten tCi für ein i-tes Klientenbauelement umfasst. Unter Bezugnahme auf 4 kann das Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von Verzögerungstakten tCi wie folgt zusammengefasst werden.
Analog zum ersten Verfahren wird im ersten Schritt S410 der Kettenbus 150 zwischen dem Treiberausgabeanschluss DO und dem Antworteingabeanschluss RI des N-ten Klientenbauelements installiert, so dass das Hostbauelement 110 und die Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen in einer Daisy-Chain-Struktur angeordnet sind. Das i- te Klientenbauelement ist so ausgeführt, dass es im Schritt S420 ein Datensignal empfängt, welches vom Systemtreiberbus oder vom Systemantwortbus zur Verfügung gestellt wird, mit einem ausgewählten Faktor K multipliziert und so das Referenztaktsignal RCLK erzeugt. Schließlich berechnet das Hostbauelement 110 im Schritt S430 die Anzahl von Verzögerungstakten tCi des i-ten Klientenbauelements unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung (4).
Mit jedem der vorherigen beispielhaften Verfahren, welche im Zusammenhang mit dem vorstehenden Mehrbauelementesystem beschrieben sind, kann eine genaue Übertragungsverzögerungszeit, wie beispielsweise zwischen dem Hostbauelement 110 und irgendeinem der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen 120_1 bis 120_N, durch eine einfache Schaltungsanpassung berechnet werden. Alternativ kann die Anzahl von Verzögerungstakten leicht bestimmt werden.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Mehrbauelementesystems 500 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines von mehreren Klientenbauelementen 520_1 bis 520_N aus 5. Das Mehrbauelementesystem 500 gemäß 5 und 6 unterscheidet sich vom Mehrbauelementesystem 100 gemäß 1 dadurch, dass die Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen entlang einer Einzelsystembusstruktur angeordnet sind, welche Systembusabschnitte 530_1 bis 530_N und einen Kettenbusabschnitt 550 umfasst, die zwischen entsprechenden Ausgabeanschlüssen DO und entsprechenden Eingabeanschlüssen DI zwischen einem Ausgabeanschluss COUT eines Hostbauelements 510 und einem Eingabeanschluss CIN des Hostbauelements 510 angeordnet sind.
Im Mehrbauelementesystem 500 gemäß 5 kann eine Übertragungsverzögerungszeit tDi zwischen dem Hostbauelement 510 und einem i- ten Klientenbauelement 520_i durch die folgende Gleichung (5) berechnet werden. tDi = i·tOSC/(2·(2N + 1)) (5)
Dann entspricht die Anzahl an Verzögerungstakten tCi einem Wert, der erhalten wird, wenn die Übertragungsverzögerungszeit tDi zwischen dem Hostbauelement 510 und dem i-ten Klientenbauelement 520_i durch die Periode tRCLK des Referenztaktsignals RCLK geteilt wird. Daher kann die Anzahl an Verzögerungstakten tCi durch die nachfolgende Gleichung (6) bestimmt werden. tCi = tDi/tRCLK tCi = {i·tOSC/(2·(2N + 1))}/{tOSC/K} tCi = i·K/(2·(N + 1)) (4)
Ein Referenzsignalpuffer RBF wird bereitgestellt, um eine Ausgabe eines in 6 dargestellten Frequenzmultiplizierers zu empfangen und zu halten. Der Rest des Aufbaus und der Funktionsweise des Mehrbauelementesystems 500 gemäß 5 kann leicht im Zusammenhang mit der Beschreibung des Mehrbauelementesystems 100 gemäß 1 verstanden werden. Daher wird hier auf eine detaillierte Beschreibung der gleichartigen Aspekte verzichtet. Es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, welcher durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt wird.
Wie oben ausgeführt ist, stellen erfindungsgemäße Ausführungsformen ein Mehrbauelementesystem zur Verfügung, in welchem eine Daisy-Chain-Struktur ein Referenzsignal mit einer Oszillationsfrequenz kommuniziert. Die Daisy-Chain-Struktur kann durch eine Verbindung eines Hostbauelements mit einer Mehrzahl von Klientenbauelementen gebildet werden, welche über einen Einfachsystembus oder über Mehrfachsys tembusse zu einer Kette aufgereiht werden. In einem solchen Mehrbauelementesystem und zugehörigen Betriebsverfahren muss nur die Oszillationsperiode des Referenzsignals gemessen werden, um eine Datenübertragungsverzögerungszeit zwischen dem Hostbauelement und irgendeinem der Mehrzahl von Klientenbauelementen zu berechnen. Daher kann die Datenübertragungsverzögerungszeit zwischen dem Hostbauelement und irgendeinem der Mehrzahl von Klientenbauelementen durch die Anwendung einer einfachen Schaltungskonstruktion und eines einfachen Berechnungsprotokolls genau bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine korrespondierende Anzahl von Verzögerungstakten, welche mit jedem der Mehrzahl von Klientenbauelementen assoziiert ist, einfach bestimmt werden.

Claims

Mehrbauelementesystem, gekennzeichnet durch – ein Hostbauelement (110), welches dafür eingerichtet ist, ein Datensignal an einem Ausgabeanschluss (COUT) auszugeben und das Datensignal an einem Eingabeanschluss (CIN) zu empfangen und ein Rückkopplungssignal zwischen dem Eingabeanschluss (CIN) und dem Ausgabeanschluss (COUT) bereitzustellen, wobei das Hostbauelement (110) einen Oszillator (111) umfasst, welcher ein Referenzsignal mit einer regulären Periode von dem Rückkopplungssignal erzeugt und das Referenzsignal am Ausgabeanschluss (COUT) bereitstellt, – ein Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N), welche jeweils einen Treibereingabeanschluss (DI), einen Treiberausgabeanschluss (DO), einen Antworteingabeanschluss (RI) und einen Antwortausgabeanschluss (RO) umfassen, – einen Systemtreiberbus (130) mit einer Mehrzahl von ersten bis N-ten Treiberbusabschnitten (130_1 bis 130_N), wobei ein erster Treiberbusabschnitt (130_1) den Ausgabeanschluss (COUT) des Hostbauelements (110) mit einem Treibereingabeanschluss (DI) des ersten Klientenbauelements (120_1) verbindet und ein i-ter Treiberbusabschnitt (130_i) einen Treiberausgabeanschluss (DO) eines (i-1)-ten Klientenbauelements (120_(i-1)) mit einem Treibereingabeanschluss (DI) des i-ten Klientenbauelements (120_i) verbindet, wobei i eine natürliche Zahl im Bereich von 2 bis N ist, – einen Systemantwortbus (140) mit einer Mehrzahl von ersten bis N-ten Antwortbusabschnitten (140_1 bis 140_N), wobei ein erster Antwortbusabschnitt (140_1) den Eingabeanschluss (CIN) des Hostbauelements (110) mit einem Antwortausgabeanschluss (RO) des ersten Klientenbauelements (120_1) verbindet und ein i-ter Antwortbusabschnitt (140_i) einen Antworteingabeanschluss (RI) eines (i-1)-ten Klientenbauelements (120_(i-1)) mit einem Antwortausgabeanschluss (RO) des i-ten Klientenbauelements (120_i) verbindet, wobei i eine natürliche Zahl im Bereich von 2 bis N ist, und – einen Kettenbus (150), welcher dafür eingerichtet ist, einen Treiberausgabeanschluss (DO) des N-ten Klientenbauelements mit dem Reaktionseingabeanschluss (RI) des N-ten Klientenbauelements zu verbinden.
Mehrbauelementesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) einen Frequenzmultiplizierer (121) umfasst, welcher dafür eingerichtet ist, das Referenzsignal mit einem Faktor (K) zu multiplizieren und das multiplizierte Referenzsignal auszugeben.
Mehrbauelementesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor (K) extern in das wenigstens eine der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) programmierbar ist.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal ein Datensignal umfasst, welches zwischen dem Treibereingabeanschluss (DI) und dem Treiberausgabeanschluss (DO) des wenigstens einen der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) kommunizierbar ist.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal ein Datensignal umfasst, welches zwischen dem Antworteingabeanschluss (RI) und dem Antwortausgabeanschluss (RO) des wenigstens einen der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) kommunizierbar ist.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (111) dem Rückkopplungssignal eine Oszillationsperiode tOSC aufprägt und eine vorbestimmte gepufferte Verzögerungszeit tBUF zur Verfügung stellt, um das Referenzsignal zu erzeugen, und wobei jeder der Treiberbusabschnitte (130_1 bis 130_N) und der Antwortbusabschnitte (140_1 bis 140_N) durch eine vorbestimmte Laufzeitverzögerung tFLT derart charakterisiert sind, dass die Oszillationsperiode gemäß der Gleichung tOSC = 2·(2N + 1)·(tBUF + tFLT) berechenbar ist.
Mehrbauelementesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtübertragungsverzögerungszeit tDi vom Ausgabeanschluss (COUT) des Hostbauelements (110) über eine Daisy-Chain-Struktur, welche aus der Kombination des Systemtreiberbusses (130), des Systemantwortbusses (140) und des Kettenbusses (150) gebildet wird, zum Eingabeanschluss (CIN) des Hostbauelements (110) gemäß der Gleichung tDi = i·tOSC/(2·(2N + 1)) bestimmbar ist.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) folgende Komponenten umfasst: – einen Treibereingabepuffer (DIB), welcher das Referenzsignal als ein Treibereingabedatensignal des Treibereingabeanschlus ses (DI) empfängt und ein gepuffertes Referenzsignal ausgibt, und – einen Treiberausgabepuffer (DOB), welcher das gepufferte Referenzsignal vom Treibereingabepuffer (DIB) empfängt, puffert und dieses Signal am Treiberausgabeanschluss (DO) zur Verfügung stellt.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) folgende Komponenten umfasst: – einen Antworteingabepuffer (RIB), welcher das Referenzsignal als ein Antworteingabedatensignal am Antworteingabeanschluss (RI) empfängt und ein gepuffertes Referenzsignal ausgibt, und – einen Antwortausgabepuffer (ROB), welcher das gepufferte Referenzsignal vom Antworteingabepuffer (RIB) empfängt, puffert und dieses Signal am Antwortausgabeanschluss (RO) zur Verfügung stellt.
Mehrbauelementesystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzmultiplizierer (121) das gepufferte Referenzsignal vom Treibereingabepuffer (DIB) oder vom Referenzeingabepuffer (RIB) empfängt.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) ein Speichermodul mit einem oder mehreren Speicherbauelementen umfasst, welche unabhängig adressierbar und benutzbar sind.
Mehrbauelementesystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul als DIMM (Dual-In-Line-Speichermodul) ausgeführt ist.
Mehrbauelementesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) ein Referenztaktsignal (RCSLK) mit einer Periode tRCLK aufweist, welche durch die Oszillationsperiode tOSC geteilt durch den Faktor (K) bestimmt ist, wobei das System dafür eingerichtet ist, eine Anzahl von Verzögerungstakten tCi, welche sich auf die Datensignalverzögerung zwischen dem Hostbauelement (110) und einem i-ten Klientenbauelement (120_i) bezieht, durch die Gleichung tCi = tDi/tRCLK zu bestimmen.
Mehrbauelementesystem, gekennzeichnet durch – ein Hostbauelement (510), welches dafür eingerichtet ist, ein Referenzsignal an einem Ausgabeanschluss (COUT) auszugeben und das Referenzsignal an einem Eingabeanschluss (CIN) zu empfangen, wobei das Referenzsignal von einem Rückkopplungssignal ableitbar ist, welches den Eingabeanschluss (CIN) mit dem Ausgabeanschluss (COUT) des Hostbauelements (510) verbindet, und wobei das Hostbauelement (510) einen Oszillator umfasst, welcher das Referenzsignal mit einer regulären Periode (tOSC) des Rückkopplungssignals erzeugt, – eine Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (520_1 bis 520_N), welche jeweils einen Treibereingabeanschluss (DI) und einen Treiberausgabeanschluss (DO) umfassen, – einen Daisy-Chain-Systembus (530_1 bis 530_N) mit einer Mehrzahl von ersten bis N-ten Busabschnitten (530_1 bis 530_N), welche jeweils aufeinanderfolgende der Mehrzahl von ersten bis N-ten Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) zwischen dem Eingabeanschluss (CIN) des Hostbauelement (510) und dem Ausgabeanschluss (COUT) des Hostbauelements (510) verbinden, – wobei eine Gesamtübertragungsverzögerungszeit (tDi) in dem Daisy-Chain-Systembus (530_1 bis 530_N) gemäß der Gleichung tDi = i·tOSC/(2·(2N + 1)) definiert ist, wobei die Periode tOSC gemäß der Gleichung tOSC = 2·(2N + 1)·(tBUF + tFLT) berechenbar ist, wobei tBUF eine vorbestimmte Verzögerungszeit bezeichnet, welche vom Oszillator bestimmt ist, und tFLT einer Signalübertragungsverzögerungszeit für jeden Busabschnitt entspricht.
Betriebsverfahren für ein Mehrbauelementesystem mit einem Hostbauelement (110), einer Mehrzahl N von Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) und einer Daisy-Chain-Busstruktur, welche das Hostbauelement (110) mit der Mehrzahl von Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) verbindet, wobei die Daisy-Chain-Busstruktur einen segmentierten Systemtreiberbus (130), welcher die Mehrzahl von Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) in einer Vorwärtsrichtung sequentiell verbindet, einen segmentierten Systemantwortbus, welcher die Mehrzahl von Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) in einer Rückwärtsrichtung sequentiell verbindet, und einen Kettenbus (150) umfasst, welcher den Systemtreiberbus (130) mit dem Systemantwortbus (140) verbindet, gekennzeichnet durch die Schritte: – Installieren des Kettenbusses (150), – Treiben eines Referenzsignals vom Hostbauelement (110) in die Daisy-Chain-Busstruktur, – Identifizieren einer Oszillationsperiode tOSC für das Referenzsignal im Hostbauelement (110) und – Berechnen einer Gesamtübertragungsverzögerungszeit tDi innerhalb der Daisy-Chain-Busstruktur gemäß der Gleichung tDi = i·tOSC/(2·(2N + 1)).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein i-tes Klientenbauelement (120_i) der Mehrzahl von Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) einen Frequenzmultiplizierer (121) umfasst, wobei i eine natürliche Zahl im Bereich von 2 bis N ist, und das Verfahren weiter folgende Schritte umfasst: – Empfangen des Referenzsignals im i-ten Klientenbauelement und Multiplizieren des empfangenen Referenzsignals mit einem Faktor K im Frequenzmultiplizierer (121) und – Berechnen einer Anzahl von Verzögerungstakten tCi, welche eine Verzögerungszeit für Datensignale definiert, die zwischen dem Hostbauelement (110) und dem i-ten Klientenbauelement (120_i) übertragbar sind, durch die Gleichung tCi = i·K/(2·(2N + 1)).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor K im Frequenzmultiplizierer programmiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Mehrzahl von N Klientenbauelementen (120_1 bis 120_N) ein Speichermodul mit einem oder mehreren Speicherbauelementen umfasst, welche unabhängig adressiert und betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul als DIMM (Dual-In-Line-Speichermodul) ausgeführt wird.