DE69733814T2

DE69733814T2 - Multiplexer für taktsignale

Info

Publication number: DE69733814T2
Application number: DE69733814T
Authority: DE
Inventors: Sebastianus Samsom; Aloysius Thijssen; Keith Baker
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: US5911064A; EP0886918B1; JP2000507070A; EP0886918A2; WO1998027649A3; DE69733814D1; JP3887025B2; WO1998027649A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer Anzahl Taktmodule, die je Folgendes umfassen:

– einen Takteingang für ein eigenes Taktsignal,
– einen Taktausgang,
– einen Selektionseingang zum Empfangen eines Selektionssignals,

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist aus einer Veröffentlichung in "IBM Technical Disclosure Bulletin" Heft 32 Nr. 9B (Februar 1990), Seiten 82 bis 84. Diese Veröffentlichung beschreibt eine Schaltungsanordnung mit zwei Taktmodulen. Die Schaltungsanordnung gewährleistet, dass beim Umschalten von einem Zustand, in dem das eigene Taktsignal des einen Taktmoduls geleitet wird, in den Zustand, in dem das eigene Taktsignal des anderen Taktmoduls geleitet wird, keine kurzen Störimpulse auftreten. Die Schaltungsanordnung leitet nicht mehr als nur ein Taktsignal der eigenen Taktsignale gleichzeitig zu dem Taktausgang. Dies wird dadurch erreicht, dass jedes betreffende Taktmodul vermeidet, dass das andere Taktmodul in den Selektionszustand geht, wenn das betreffende Taktmodul selber sich noch in dem Selektionszustand befindet.
Jedes der zwei Taktmodule umfasst eine D-Flip-Flop-Schaltung, deren Zustand angibt, ob das betreffende Taktmodul sich in dem Selektionszustand befindet oder in dem Deselektionszustand. Um zu vermeiden dass die Taktmodule gleichzeitig ihr eigenes Taktsignal durchlassen, werden die Daten, die in die D-Flip-Flop-Schaltung des einen Taktmoduls geladen sind, in Abhängigkeit von dem Zustand der D-Flip-Flop-Schaltung in dem anderen Taktmodul und umgekehrt, gefiltert. Solange die D-Flip-Flop-Schaltung des einen Taktmoduls den Selektionszustand angibt, können nur Daten, die den Deselektionszustand angeben, in die D-Flip-Flop-Schaltung des anderen Taktmoduls geladen werden. Nur wenn die D-Flip-Flop-Schaltung in dem einen Taktmodul angibt, dass das eine Taktmodul sich in dem Deselektionszustand befindet, kann das Selektionssignal in die D-Flip-Flop-Schaltung des anderen Taktmoduls geladen werden. Dies geschieht in Reaktion auf die Anstiegsflanke des eigenen Taktsignals des anderen Taktmoduls.
Die genannte IBM-Veröffentlichung schafft die Umschaltung zwischen zwei eintreffenden Taktsignalen. Es ist aber auch erwünscht, dass Umschaltung zwischen verschiedenen Anzahlen eintreffender Taktsignale stattfinden kann, also mehr als zwei, und vorzugsweise an einer relativ großen Anzahl Stellen in einer integrierten Schaltung. Der dazu erforderliche Entwurfsaufwand soll minimiert werden, weil der Entwurf derartiger Schaltungsanordnungen zeitmäßig viel Sorgfalt erfordert.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, wobei ein Standardentwurf für ein Taktmodul verwendet wird, wobei der Standardentwurfunabhängig ist von der Anzahl eintreffender Taktsignale, zwischen denen Umschaltung stattfinden kann.
Die Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, dass wenigstens zwei der Taktmodule logisch identisch sind, dass jedes der genannten wenigstens zwei Taktmodule einen Fernhalteeingang hat, der mit einer gemeinsamen Signalleitung gekoppelt ist, und dass das Taktmodul die genannte Bedingung durch Detektion eines Signals an dem Fernhalteeingang testet, das angibt, dass alle Taktmodule sich in dem Deselektionszustand befinden. Auf diese Weise kann ein Standardentwurf für die wenigstens zwei Taktmodule verwendet werden und die Taktmodule kommunizieren über eine gemeinsame Signalleitung, die jedes der wenigstens zwei Taktmodule bedienen, ungeachtet der Anzahl Taktmodule.
Eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die gemeinsame Signalleitung mit dem Taktausgang gekoppelt ist, dass die Periode mit einem vorbestimmten Typ einer Flanke endet und dass jedes der wenigstens zwei Taktmodule den Übergang in den Deselektionszustand in dem anderen Taktmodul oder in den anderen Taktmodulen auf Basis einer passierten Flanke in dem Ausgangstaktsignal detektiert, das nach der Änderung des Selektionssignals auftritt und dem vorbestimmten Typ entspricht. Auf diese Weise sind, abgesehen von dem Ausgangssignal, das sowieso erforderlich ist, keine weiteren allgemeinen Kommunikationssignale erforderlich. Derartige allgemeine Kommunikationssignale sind störungsempfindlich und müssen Zeitanforderungen entsprechen, die während des Entwurfsprozesses schwer überprüfbar sind und auch während der Produktion schwer zu testen sind.
Eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass jedes der wenigstens zwei Taktmodule mit einem Rückstelleingang versehen ist zum Empfangen eines Rückstellsignals und zum Umschalten des Taktmoduls in einen Rückstellzustand, und zwar in Reaktion auf das Rückstellsignal, vorgesehen ist, wobei das Taktmodul umschaltet, und zwar nach Beendigung des Rückstellsignals, aus dem genannten Rückstellzustand in den Deselektionszustand, wenn das Taktmodul noch nicht durch das Selektionssignal selektiert worden ist, wobei das Taktmodul umschaltet, nach Beendigung des Rückstellsignals, aus dem Rückstellzustand in den Selektionszustand, wenn bis jetzt das Taktmodul durch das Selektionssignal selektiert worden ist. Auf diese Art und Weise kann vermieden werden, dass die Schaltungsanordnung in eine nicht wieder herstellbare Patt-Situation gelangt, sollte ein Taktsignal fehlen oder sollten alle Taktmodule in den Deselektionszustand eintreten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Schaltungsanordnung mit verschiedenen Taktselektionseinheiten,
2 eine Ausführungsform einer Taktselektionseinheit zur Verwendung in einer Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
3 ein Zustandsdiagramm eines Taktmoduls für eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
4 ein Zeitdiagramm für eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
5 ein weiteres Zustandsdiagramm für eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
6 eine Ausführungsform eines Taktmoduls für eine Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
7 eine Ausführungsform eines Takt-Ein/Aus-Schalters für eine Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
8 eine Ausführungsform einer Bedingungsschaltung für eine Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
9 eine Ausführungsform eines Zustandsdiagramms für eine Bedingungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Beispiel einer Schaltungsanordnung mit verschiedenen Taktselektionseinheiten 12a, 12b. Die Figur zeigt Lautsprecher Beispiel zwei getaktete Datenverarbeitungseinheiten 10a, b. Jede der Datenverarbeitungseinheiten 10a, b empfängt ein Taktsignal von der eigenen Taktslektionseinheit 12a, b. Die Taktselektionseinheiten 12a, b haben beispielsweise zwei bzw. vier Eingänge. Auch sind eine Anzahl Taktoszillatoren 14a–e dargestellt, die mit den Eingängen der Taktselektionseinheiten 12a, b gekoppelt sind. Die Schaltungsanordnung umfasst eine Steuereinheit 16, die mit den Taktselektionseinheiten 12a, b gekoppelt ist, damit denselben Selektionssignale präsentiert werden.
Im Betrieb selektiert die Steuereinheit 16 das Taktsignal, das den Datenverarbeitungseinheiten 10a, b zugeführt wird. Im normalen Betrieb können beispielsweise Taktsignale den betreffenden Datenverarbeitungseinheiten 10a, b mit einer maximalen Geschwindigkeit zugeführt werden, oder ein Taktsignal mit einer Frequenz, die gerade hoch genug ist zum Vervollständigen der gewünschten Funktion in der betreffenden Datenverarbeitungseinheit 10a, b in der Zeit; wobei das Letztere geschieht im Hinblick auf Energieeinsparung. Auf alternative Weise können die Datenverarbeitungseinheiten 10a, b auch verschiedene Taktsignale empfangen, während in dem Fall eines Datenaustausches zwischen den Datenverarbeitungseinheiten ein Umschaltung zu einem gemeinsamen Taktsignal gemacht wird. In einer Testmode kann eine Datenverarbeitungseinheit 10a, b vorübergehend wieder ein anderes Taktsignal empfangen.
Die Steuereinheit 16 steuert die Selektion des Taktes mit Hilfe von Selektionssignalen, die den Taktselektionseinheiten 12a, b präsentiert werden. Jede Taktselektionseinheit 12a, b führt der entsprechenden Datenverarbeitungseinheit 10a, b ein Taktsignal zu. Dieses Taktsignal wird, abhängig von dem empfangenen Selektionssignal, aus den Taktsignalen an den Eingängen der Taktselektionseinheiten 12a, b gewählt.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Taktselektionseinheit zur Verwendung in einer Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung. Die Taktsignaleinheit umfasst einen Decoder 20, eine Anzahl Taktmodule 22a–d und eine Kombinationseinheit 24. Die Taktmodule 22a–d sind identisch. Jedes Modul hat einen Takteingang 28a–d für ein eigenes Taktsignal, einen Selektionseinheit, die mit dem Decoder 20 gekoppelt ist, und einen Fernhalteeingang, der mit dem Ausgang 26 der Kombinationseinheit 24 gekoppelt ist. Die Ausgänge der Taktmodule 22a–d sind mit der Kombinationseinheit 24 gekoppelt.
Im Betrieb empfängt der Decoder 20 einen Selektionscode, der eines der Taktmodule 22a–d bestimmt. Der Decoder 20 verwandelt den Selektionscode in Treibersignale für die einzelnen Taktmodule 22a–d, so dass der Selektionseingang des bestimmten Taktmoduls 22a–d ein aktives Selektionssignal empfängt und die Selektionseingänge der anderen Taktmodule 22a–d passive Selektionssignale empfangen. Ein eigenes Taktsignal kann dem Takteingang 28a–d jedes Taktmoduls präsentiert werden. Das Taktmodul 22a–d, das ein aktives Selektionssignal empfängt, führt das eigene Taktsignal der Kombinationseinheit 24 zu. Die restlichen Taktmodule 22a–d führen nicht die eigenen Taktsignale der Kombinationseinheit 24 zu. Die Kombinationseinheit 24 an sich führt das zugeführte Taktsignal dem Taktausgang 26 zu. Die Kombinationseinheit ist beispielsweise ein logisches UND-Gatter. In dem Fall können die restlichen Taktmodule 22a–d der Kombinationseinheit 24 ständig ein logisch Hoch-Signal zuführen.
Nach einer Änderung des dem Decoder 20 zugeführten Selektionscodes wird ein anderes Taktmodul 22a–d das eigene Taktsignal der Kombinationseinheit 24 zuführen. Das Auftreten von kurzen Störimpulsen an dem Taktausgang 26 muss dann vermieden werden, d.h. es muss vermieden werden, dass das Ausgangstaktsignal für weniger als ein minimales Zeitintervall auf einem logischen Pegel bleibt. Dies wird erreicht, weil in Reaktion auf die Änderung des Selektionssignals die Taktmodule unter dem Einfluss des eigenen Taktsignals und des Signals an dem Fernhalteeingang eine aufeinander folgende Anzahl Zustände annehmen.
3 zeigt ein Zustandsdiagramm eines Taktmoduls 22a–d. Jedes der Taktmodul 22a–d funktioniert an sich entsprechend einem derartigen Zustandsdiagramm. Das Zustandsdiagramm zeigt einen Basis-Deselektionszustand 30, einen Zwischenzustand 32 und einen Selektionszustand 34. Das Taktmodul 22a–d befindet sich zunächst beispielsweise in dem Basis-Deselektionszustand 30. Wenn das Signal "m" an dem Selektionseingang des Taktmoduls 22a–d aktiv ist, wird das Taktmodul von dem Basis-Deselektionszustand 30 in den Zwischenzustand 32 schalten, und zwar in Reaktion auf eine steigende Flanke des Ausgangs-Taktsignals α₀. Das Taktmodul 22a–d wird danach in den Selektionszustand 34 schalten, und zwar in Reaktion auf eine ansteigende Flanke des eigenen Taktsignals α_i. In diesem Zustand führt das Taktmodul 22a–d das eigene Taktsignal zu der Kombinationseinheit 24. Wenn das Signal "m" an dem Selektionseingang des Taktmoduls 22a–d passiv ist, wird das Taktmodul aus dem Selektionszustand 34 in den Basis-Deselektionszustand 30 schalten, und zwar in Reaktion auf eine ansteigende Flanke des eigenen Taktsignals α_i.
Das Zeitdiagramm aus 4 zeigt die Wirkungsweise der Taktselektionseinheit. Das Zeitdiagramm enthält vier Spuren: die eigenen Taktsignale α₁, α₂, an den Takteingängen von zwei Taktmodulen 22a–d, die Selektionssignale s, ~s an den Selektionseingängen dieser Taktmodule 22a–d (dargestellt als nur eine einzige Spur), und das Ausgangs-Taktsignal α_o an dem Taktausgang 26 der Kombinationseinheit 24.
Das Selektionssignal "s" in dem Zeitdiagramm schaltet zu einem Zeitpunkt t1 um. Vor dem Zeitpunkt t1 empfängt ein erstes Taktmodul 22a–d, welches das Taktsignal α₁ empfängt, ein aktives Selektionssignal und nach dem Zeitpunkt t1 empfängt ein zweites Taktmodul 22a–d, das ein Taktsignal α₂ empfängt, ein aktives Selektionssignal. Vor dem Zeitpunkt t1 befindet sich das erste Taktmodul 22a–d in dem Selektionszustand 34. In diesem Selektionszustand 34 führt das erste Taktmodul 22a–d das eigene Taktsignal α₁ dem Taktausgang 26 zu, der an der Basis des Ausgangstaktsignals α_o gesehen werden kann. Nach dem Zeitpunkt t1 schaltet das erste Taktmodul 22aq–d in den Basis-Deselektionszustand 30, und zwar zu einem Zeitpunkt t2 einer steigenden Flanke des eigenen Taktsignals α₁. Die Taktperiode des eigenen Taktsignals α₁, die mit der steigenden Flanke endet, wird dem Taktausgang 26 zugeführt, und zwar bis einschließlich der genannten steigenden Flanke aber danach ist das Ausgangs-Taktsignal α_o nicht länger von dem eigenen Taktsignal α₁ des ersten Taktmoduls 22a–d abhängig. Vor dem Zeitpunkt t1 befindet sich das zweite Taktmodul 22a–d in dem Basis-Deselektionszustand 30. Nach dem Zeitpunkt t1 empfängt ein zweites Taktmodul 22a–d, welches das Taktsignal α₂ empfängt, ein aktives Selektionssignal. In Reaktion auf die nachfolgende ansteigende Flanke des Ausgangssignals α_o, schaltet das zweite Taktmodul1 22a–d in den Zwischenzustand 32. In dem Zwischenzustand 32 wird das eigene Taktsignal α₂ noch nicht dem Taktausgang 26 zugeführt. Zu dem Zeitpunkt t3 schaltet das zweite Taktmodul 22a–d in den Selektionszustand 34, und zwar in Reaktion auf die nachfolgende ansteigende Flanke des eigenen Taktsignals α₂. Von diesem Zeitpunkt an wird das eigene Taktsignal α₂ des zweiten Taktmoduls 22a–d dem Taktausgang 26 zugeführt. Das Ausgangstaktsignal α_o entspricht auf diese Art und Weise dem eigenen Taktsignal α₂, wie am Anfang der Taktperiode des eigenen Taktsignals α₂, der mit der ansteigenden Flanke anfängt (die wirkliche Leitung kann später anfangen, weil das eigene Taktsignal α₂ dennoch dem Ausgangstaktsignal α_o bis an die nächste abfallende Flanke entspricht).
Auf diese Weise "sieht" auf Basis der ansteigenden Flanke des Ausgangstaktsignals α_o zu dem Zeitpunkt t2 das zweite Taktmodul 22a–d wenn das erste Taktmodul 22a–d den Selektionszustand 34 verlässt. Statt des Ausgangstaktsignals α_o kann ein einzelnes Signal auf alternative Weise den Taktmodulen 22a–d zu diesem Zweck zugeführt werden, wobei das einzelne Signal das logische "ODER" der Zustandsmerker aller Taktmodule 22a–d ist, die je angeben, ob das betreffende Taktmodul 22a–d sich in dem Selektionszustand 34 befindet. (In 2 nicht dargestellt). Ein derartiges zusätzliches allgemeines Signal kann aber den Nachteil haben, dass es für Störungen empfindlich ist und sich in Bezug auf Zeitanforderungen nur schwer testen lässt.
Die Verwendung des Ausgangstaktsignals α_o zu diesem Zweck kann aber zu einer Patt-Situation führen, wenn der selektierte Takt fehlt (beispielsweise beim Testen) oder wenn alle Taktmodule 22a–d simultan sich in dem Basis-Deselektionszustand befinden. In dem Fall kann ein neues selektiertes Taktrnodul 22a–d nicht in den Selektionszustand 34 eingehen.
5 zeigt ein verbessertes Zustandsdiagramm für ein Taktrnodul 22a–d. Das Zustandsdiagramm zeigt vier Zustände: einen Basis-Deselektionszustand 50, einen Zwischenzustand 54, einen Selektionszustand 56 und einen weiteren Zwischenzustand 52. Der Basis-Selektionszustand 50, der Zwischenzustand 54 und der Selektionszustand 56 haben im Wesentlichen dieselbe Funktion wie die entsprechenden Zustände 30, 32 und 34 aus 3. Der Übergang zwischen dem Basis-Deselektionszustand 50 und dem Zwischenzustand 54, findet aber über einen weiteren Zwischenzustand 52 statt. Das Taktmodul 22a–d schaltet von dem Basis-Deselektionszustand 50 in den weiteren Zwischenzustand 52, wenn es ein aktives Selektionssignal "m" an dem Selektionseingang empfängt und das Ausgangstaktsignal α_o niedrig ist. Das Taktmodul 22a–d schaltet von dem weiteren Zwischenzustand 52 in den Zwischenzustand 54, wenn es ein aktives Selektionssignal "m" empfängt und das Ausgangstaktsignal α_o logisch hoch ist. Im Großen und Ganzen hat dies denselben Effekt wie der Übergang zwischen dem Basis-Deselektionszustand 32 in 3.
5 aber zeigt ebenfalls ein Rückstellsignal R, das allen Taktmodulen 22a–d (in 2 nicht dargestellt). Wenn das Rückstellsignal R aktiv ist, werden alle Taktmodule 22a–d in den weiteren Zwischenzustand 52 geschaltet (ein Taktmodul, das sich zu dem betreffenden Zeitpunkt in dem Selektionszustand befindet, verschiebt diese Änderung bis an das Ende der Periode des eigenen Taktsignals, wenn das eigene Taktsignal den logischen Pegel hat, der unmittelbar vor sieben Eingängen und drei Ausgängen war. Die drei Ausgänge sind mit drei der Eingänge zurückgekoppelt. Die anderen Eingänge empfangen das eigene Taktsignal α_i, das Taktsausgangssignal α_o, das Selektionssignal m bzw. das Rückstellsignal R. Der Funktionsblock 80 erzeugt Signale an den Ausgängen als eine Kombinations-Logik-Funktion der Eingänge (speicherfrei). Dadurch wird die Signalkombination an den Eingängen des Funktionsblocks 80 nacheinander eine Reihe von Zuständen annehmen, und zwar unter dem Einfluss des eigenen Taktsignals α_i, des Ausgangstaktsignals α_o, des Selektionssignals m_i und des Rückstellsignals R.
Der Zustand der Taktselektionsschaltung als Ganzes ist eine Kombination des Zustandes der Signalkombination an den Ausgängen des Funktionsblocks 80 und des Zustandes der Takt-Ein/Aus-Umschaltschaltung. Wenn die Takt-Ein/Aus-Umschaltschaltung zwei mögliche Zustände hat (wie in 7, wobei der Zustand dem Zustand der Flip-Flop-Schaltung 70 entspricht), gibt es im Grunde zwei Zustände der Taktselektionsschaltung für jeden Zustand der Signalkombination an den Ausgängen des Funktionsblocks 80.
9 zeigt ein Zustandsdiagramm der Zustände, die von der Signalkombination an den Ausgängen des Funktionsblocks 80 angenommen worden sind. Das Zustandsdiagramm umfasst einen Basis-Deselektionszustand 90. Aus diesem Zustand schaltet die Bedingungsschaltung in einen ersten Zwischenzustand 91, wenn das Selektionssignal m_i aktiv ist und das Ausgangstaktsignal α_o niedrig ist, oder wenn das Rückstellsignal r aktiv ist. Aus dem ersten Zwischenzustand 91 kann die Bedingungsschaltung zurück in den Basis-Deselektionszustand 90 oder in einen zweiten Zwischenzustand 92 schalten. Die Bedingungsschaltung schaltet aus dem ersten Zwischenzustand 91 in den zweiten Zwischenzustand 92, wenn das Selektionssignal m_i aktiv ist, das Rückstellsignal r nicht aktiv ist und das Ausgangstaktsignal α_o hoch ist. Die Bedingungsschaltung schaltet aus dem ersten Zwischenzustand 91 in den Basis-Deselektionszustand 90, wenn das Selektionssignal m_i sowie das Rückstellsignal r nicht aktiv ist. Die Bedingungsschaltung schaltet von dem zweiten Zwischenzustand 92 in einen Selektionszustand 93, wenn das Eingangstaktsignal α_i niedrig ist und das Rückstellsignal r nicht aktiv ist. Wenn das Rückstellsignal r aktiv ist, schaltet die Bedingungsschaltung von dem zweiten Zwischenzustand 92 in den ersten Zwischenzustand 91. Die Bedingungsschaltung schaltet von dem Selektionszustand 93 in einen Vor-Deselektionszustand 94, wenn das Bedingungssignal m_i nicht aktiv ist, das Eingangstaktsignal α_i niedrig ist und das Rückstellsignal r nicht aktiv ist. Wenn das Rückstellsignal r aktiv ist, schaltet die Bedingungsschaltung von dem Selektionszustand 93 zurück in den zweiten Zwischenzustand 92. Die Bedingungsschaltung kann von dem Vor-Deselektionszustand 94 in drei Zustände schalten: in einen weiteren Vor-Deselektionszustand 95, in einen zweiten weiteren Vor-Deselektionszustand 96 und zurück in den Selektionszustand 93. Letzteres erfolgt, wenn das Selektionssignal m_i wieder aktiv ist während das Rückstellsignal r nicht aktiv ist. Wenn das Rückstellsignal r aktiv ist, schaltet die Bedingungsschaltung von dem Deselektionszustand 95 in den zweiten weiteren Vor-Deselektionszustand 96. Wenn das Rückstellsignal r und das Selektionssignal m_i nicht aktiv sind und das Eingangstaktsignal hoch ist, schaltet die Bedingungsschaltung von dem Vor-Deselektionszustand 96 in den ersten weiteren Vor-Deselektionszustand 95. Von dem ersten und dem zweiten weiteren Vor-Deselektionszustand 95, 96 schaltet die Bedingungsschaltung unbedingt in den Basis-Deselektionszustand 90.
Die Bedingungsschaltung erzeugt ein aktives Selektionssignal s für die Takt-Ein/Aus-Schaltung nur in den Selektionszustand 93.
Jeder Zustand 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96 entspricht einer betreffenden Signalkombination an den Ausgängen des Funktionsblocks 80. Diese Signalkombinationen werden derart gewählt, dass genau eines der Ausgangssignale des Funktionsblocks 80 für jeden möglichen Zustandsübergang ändert. Dadurch, dass gewährleistet wird, dass nicht mehr Signale gleichzeitig ändern, wird gewährleistet, dass keine Rennbedingungen in der Bedingungsschaltung auftreten können.
Im Betrieb gewährleistet das Zustandsdiagramm, dass, nachdem das Selektionssignal m_i aktiv wird, die Bedingungsschaltung in den Selektionszustand 93 eintritt, nur aber nach einem Tief-Hoch-Übergang des Ausgangstaktsignals α_om sobald das Eingangstaktsignal α_i niedrig ist. Die Bedingungsschaltung wartet auf diese Weise, bis sie auf Basis des Ausgangstaktsignals α_o folgern kann, dass eine vorher aktive Taktselektionsschaltung sich nicht länger in dem Selektionszustand befindet. Die Voraussetzung, dass die Bedingung, dass das Eingangstaktsignal α_i niedrig sein muss, vermeidet das Auftreten eines me tastabilen Zustandes an dem Eingang der Takt-Ein/Aus-Umschaltschaltung; ein derartiger Zustand würde auftreten, wenn das Selektionssignal s dieser Schaltungsanordnung aktiv werden würde, gerade zu dem Zeitpunkt, wo das Eingangstaktsignal α_i einen Übergang durchführt, wonach die Takt-Ein/Aus-Schaltung unempfindlich für Änderungen in dem Selektionssignal s werden muss.
Wenn das Selektionssignal m_i passiv wird, schaltet die Bedingungsschaltung zurück in den Basis-Deselektionszustand 90 zurück, aber nur dann, wenn das Selektionssignal m_i passiv bleibt bis ein Tief-Hoch-Übergang in dem Eingangstaktsignal α_i auftritt; die Bedingungsschaltung ist sonst nach wie vor selektiert. Dies ist auch der Fall, wenn das Selektionssignal m_i kurz nachdem der zweite Zwischenzustand 92 erreicht worden ist, verschwindet. Auf diese Art und Weise wird vermieden, dass kurze Unterbrechungen des Selektionssignals m_i unnötige Unterbrechungen des Ausgangstaktsignals α_o verursachen.
Wenn das Rückstellsignal r aktiv ist, schaltet die Bedingungsschaltung in den ersten Zwischenzustand 91, von dem sie in Reaktion auf die Deaktivierung des Rückstellsignals r in den Selektionszustand 93 oder in den Basis-Deselektionszustand 90 schalten, und zwar je nach dem Selektionssignal m_i.

Claims

Schaltungsanordnung mit einer Anzahl Taktmodule (22a–d), die je Folgendes umfassen: – einen Takteingang für ein eigenes Taktsignal (25a–d), – einen Taktausgang, – einen Selektionseingang zum Empfangen eines Selektionssignals, wobei jedes Taktmodul umschaltbar ist, und zwar unter dem Einfluss des Selektionssignals, zwischen einem Selektionszustand und einem Deselektionszustand, wobei in diesen Zuständen das eigene Taktsignal zu dem Taktausgang befördert wird bzw. nicht zu dem Taktausgang befördert wird, wobei das Taktmodul, nach Deselektion durch das Selektionssignal, auf die Vervollständigung einer Periode des eigenen Taktsignals wartet, bevor in den Deselektionszustand geschaltet wird und das Taktmodul in den Selektionszustand geschaltet wird, nach Selektion durch das Selektionssignal, nur nach dem Anfang einer Periode des eigenen Taktsignals, unter der Bedingung, dass eine Anforderung, dass alle anderen Taktmodule sich in dem deselektierten Zustand befinden, erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Taktmodule logisch identisch sind, dass jedes der genannten wenigstens zwei Taktmodule einen Fernhalte-Eingang aufweist, der mit einer gemeinsamen Signalleitung gekoppelt ist, und dass das Taktmodule die genannte Bedingung testet durch Detektion eines Signals an dem Fernhalte-Eingang, was angibt, dass alle Taktmodule sich in dem Deselektionszustand befinden.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Signalleitung mit dem Taktausgang gekoppelt ist, dass die Periode mit einem vorbestimmten Typ einer Flanke endet und dass jedes der wenigstens zwei Taktmodule den Übergang in den Deselektionszustand in dem anderen Taktmodul oder in den anderen Taktmodulen auf Basis einer passierten Flanke in dem Ausgangstaktsignal detektiert, das nach der Änderung des Selektionssignals auftritt und dem vorbestimmten Typ entspricht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der wenigstens zwei Taktmodule mit einem Rückstelleingang versehen ist zum Empfangen eines Rückstellsignals und dazu vorgesehen ist, um das Taktmodul in einen Rückstellzustand zu schalten, und zwar in Reaktion auf ein Rückstellsignal, wobei das Taktmodul schaltet, nach Beendigung des Rückstellsignals, und zwar aus dem genannten Rückstellzustand in den Deselektionszustand, wenn das Taktmodul noch nicht durch das Selektionssignal selektiert worden ist, wobei das Taktmodul nach Beendigung des Rückstellsignals aus dem Rückstellzustand in den Selektionszustand umschaltet, wenn das Taktmodul bereits von dem Selektionssignal selektiert worden ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die mit einer Anzahl Taktimpulsquellen versehen ist, wobei der Takteingang jedes Taktmoduls mit einer betreffenden Taktquelle versehen ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, wobei die Taktquellen asynchron sind.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die mit einer Datenverarbeitungseinheit versehen ist, deren Datenverarbeitungsschritte über den Taktausgang getaktet werden.