EP1721407A1 - Interface device and method for synchronizing data - Google Patents

Interface device and method for synchronizing data

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Publication number
EP1721407A1
EP1721407A1 EP05734842A EP05734842A EP1721407A1 EP 1721407 A1 EP1721407 A1 EP 1721407A1 EP 05734842 A EP05734842 A EP 05734842A EP 05734842 A EP05734842 A EP 05734842A EP 1721407 A1 EP1721407 A1 EP 1721407A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clock
input
output
data
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05734842A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jörn Angel
Georg Stäbner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of EP1721407A1 publication Critical patent/EP1721407A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0008Synchronisation information channels, e.g. clock distribution lines
    • H04L7/0012Synchronisation information channels, e.g. clock distribution lines by comparing receiver clock with transmitter clock
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals

Definitions

  • the invention relates to an interface device for the synchronous transmission of a data word and a method for synchronizing a data word between two circuit blocks clocked at the same frequency.
  • a circuit block In the case of a data exchange, a circuit block outputs the data to be exchanged at its output during a clock cycle, for example on a rising edge of its clock signal.
  • the second circuit block reads the data present at its input on a rising clock edge of its clock signal and processes it further. Due to the phase difference of the two clock signals of the circuit blocks from one another, the data output is provided or the reading process at the data input takes place at different times in each case. It can therefore happen that a read cycle starts before the first circuit block has made the data to be transferred available at its data output. This results in data loss and thus an error in the data transmission between the blocks.
  • synchronization circuits and, in particular, so-called FIFO buffers are connected between the individual circuit blocks.
  • the buffer circuits used temporarily store the data to be transferred in flip-flop circuits and output them again if necessary.
  • the data that are stored first in the buffer are also released as the first data.
  • FIG. 3 shows an example of a synchronous interface with a FIFO buffer.
  • the synchronization circuit 3 is connected between the two circuit blocks 1 and 2.
  • the circuit block 1 emits a data word at its output at each clock period of its clock signal.
  • the data word comprises one or more dates and is stored in one of the three register banks 32 connected in parallel.
  • the register banks 32 each comprise a plurality of flip-flop circuits connected in parallel, each of which stores a date of the data word.
  • the control device 31 selects which of the three register banks 32 the data word of the circuit block 1 is stored in.
  • the stored data word is read out via a multiplexer unit 33, which uses a control signal from the control unit 31 to send one of the three register banks 32 to the output of the Synchronization circuit 3 switches and thus feeds the data word to the second circuit block 2.
  • the data word is delivered in the order in which it was also stored in the register banks 32.
  • n storage locations are therefore necessary for the synchronization of n data present in parallel, which result in a data word.
  • Each of the register banks 32 shown thus contains n memory locations.
  • the third register bank is required to ensure that large fluctuations in the phase relationship between the clock signal of the first circuit block and the clock signal of the two- th circuit blocks in the positive as well as in the negative direction. Especially in the case of circuit blocks whose data word to be synchronized comprises a great deal of parallel data, the need for a third storage location per data in the synchronization circuit leads to a large number of storage locations. This increases the space requirement and creates additional costs.
  • the object of the invention is to provide an interface device with reduced effort, which requires only two register banks for synchronization.
  • Another object of the invention is to provide a method for synchronizing a data word between two circuit blocks clocked at the same frequency with simple means.
  • an interface device for the synchronous transmission of a data word comprises a data input for the data word and a data output for the data word.
  • a first register device and a second register device connected in parallel to the first are coupled with one input each to the data input and have a selection input and an output.
  • the first and second register devices are designed to store a data word present on the input side and to deliver the data word to the output.
  • the interface device further comprises a selection means which is connected to the output of the first register device and to the output of the second register device.
  • the means is for coupling the output of the first or second register ter device with the data output depending on an actuating signal.
  • the means thus forms a multiplexer unit.
  • the interface device further comprises a first clock input for supplying a first clock signal and a second clock input for supplying a second clock signal.
  • a synchronization device which is coupled to the selection means with the first and the second clock input and with an actuating output.
  • the synchronization device is designed to emit a selection signal derived from the first clock signal for a selection of the first or the second register device for storing a data word present at the data input.
  • the device is preferably designed to emit a selection signal to the first and the second register device.
  • the synchronization device is designed to emit the control signal to the control output, the control signal being derived from the selection signal and the second clock signal.
  • a third register device with additional storage locations is not required.
  • a synchronization between the clock signals of the two circuit blocks is concentrated on the synchronization device instead of using the three register banks for this as before.
  • This device only has to be designed once for the entire interface device. It ensures that the data to be exchanged between the circuit blocks is ready at the right time at the output of the interface device according to the invention without errors.
  • the data word to be transmitted is present at the output of the interface device according to the invention at the point in time at which the circuit block is on Data word applied to its input is accepted and processed.
  • the implementation effort of the invention is thereby less and less with a synchronous exchange of many parallel data in comparison to the conventional implementation with three register banks.
  • the first and the second register device comprise a clock signal input which forms the selection input.
  • the first and the second register device are designed to deliver a data word present at their data input to an output of an edge of a clock signal derived from the selection signal.
  • These register devices which are known from the prior art, can thus continue to be used.
  • the register devices contain several flip-flop circuits arranged in parallel for each individual date of the data word.
  • a first buffer circuit is connected between the data input of the interface device and the first and second register devices. This is designed to deliver a data word present at the data input of the interface device to the first and the second register device on a clock edge of the first clock signal. This is preferably the falling clock edge. This ensures that a valid data word is present at the data input of the first and second register devices when the first and second register devices are increasing Edge of the applied clock signal takes over the data word at its data input.
  • a second buffer device is connected between the selection means and the data output of the interface device. It is designed to deliver a data word output at the data output of the selection means to the output of the interface device on a falling clock edge of the second clock signal. This ensures that the data word synchronized with the second clock signal is securely present at the data output of the interface device on a rising clock edge of the second clock signal. In this way, the data word with this clock edge of the second clock signal can be transferred to the circuit block for further processing.
  • the direction of the clock edges in the first or second buffer circuit can also be interchanged.
  • the synchronization device comprises a selection means or a selector, which is designed to generate the selection signal for selecting the respective other register device at each clock period of the first clock signal.
  • the selection signal is formed in such a way that it alternately selects between the two register devices.
  • the frequency of the selection signal corresponds to half the frequency of the first clock signal.
  • the selection means or the selector preferably comprises a D-toggle flip-flop clocked with the first clock signal.
  • the data output of the toggle flip-flop is coupled to a first input of a first logic gate and via an inverter to its first input of a second logic gate and to its data input.
  • the feedback D-toggle flip-flop therefore acts as a frequency divider, which the fre- frequency of the first clock signal halved.
  • any other circuit that generates a clock signal at half the frequency of the input clock can be used.
  • a second input of the first and the second logic gate is coupled to the first clock input and the output of the first logic gate is connected to the selection input of the first register device in order to emit the selection signal.
  • the output of the second logic gate is coupled to the selection input of the second register device.
  • the synchronization device comprises a scanning device clocked with the second clock signal.
  • the scanning device is designed to detect a change in the selection signal and to deliver the actuating signal to the selection means.
  • the control signal is switched so that it connects the output of the register device selected by the selection signal with the data output of the interface device.
  • the synchronization device is designed such that the data output of the selected register device is switched to the data output of the synchronization device. This ensures that the register device is only switched to the output of the synchronization device when a valid data word is emitted by the register device.
  • the scanning device for detecting a change comprises a first and at least a second flip-flop circuit.
  • the selection signal can be fed to the data inputs of the first and the at least one second flip-flop circuit.
  • a clock input of the first flip-flop circuit is connected to the second clock input and a clock input of the at least one second flip-flop circuit is connected to the second clock input via at least one first delay element.
  • the delay element is designed for a time delay of the second clock signal.
  • the scanning device contains a third flip-flop circuit whose clock input is connected to the second clock input via a second delay element. is coupled.
  • the data input of the third flip-flop circuit is connected to the data outputs of the first and the at least one second flip-flop circuit via at least one logic gate.
  • the logic circuit is designed to evaluate the temporal detection of a change in the selection signal by the first and the at least one second flip-flop circuit.
  • the data output of the third flip-flop circuit is preferably coupled to the control input of the selection means. The control signal of the synchronization device can thus be tapped at the data output of the third flip-flop circuit.
  • the method for synchronizing a data word comprises selecting one of the two register devices by means of a selection signal.
  • the value of the selection signal is assigned to one of the register devices.
  • a data word output by the first circuit block is transferred to the selected register device with a rising clock edge of a first clock signal.
  • the selection signal is detected by evaluating the time behavior of the selection signal with a second clock signal. This detects which of the two register devices was selected to take over the data word output by the circuit block. After such a detection, the adopted data word is delivered to the second circuit block on a rising clock edge of the second clock signal.
  • the synchronization is thus concentrated on detection of a level transition in the selection signal. This detection is carried out by evaluating the comparison of the selection signal with the second clock signal over time. Therefore, only two register devices are necessary for the synchronization, in which the data word to be synchronized is alternately adopted. As soon as it is ensured that the register device has taken over the data word present at the input of the interface device, this is output at the data output with the clock of the second clock signal.
  • the selection signal is generated with a first and a second logic level.
  • the first and the second logic level are inverted with each clock period of the first clock signal, one of the two register devices being assigned to each logic level.
  • the selection signal is therefore a signal that inverts its level with each period of the first clock signal.
  • the selection signal is generated from the first clock signal by halving the first clock signal.
  • the logically high level is assigned to the first register device, the logically low level to the second register device.
  • the selection signal can thus preferably be used directly for generating a clock signal for the register devices.
  • a phase offset of half a clock period of the first clock signal for the respective selection signals is provided at the clock input of the first and second register devices.
  • These signals can preferably be generated by applying the selection signal and the first clock signal to a first logic gate and inverting the selection signal and applying the inverted selection signal and the first clock signal to a second logic gate.
  • a third and a fourth clock signal with a pulse duty factor of 3: 1 are generated, the third clock signal having a phase shift of half a clock period from the fourth clock signal.
  • the third clock signal is fed to the clock input of the first register device and the fourth clock signal to the clock signal of the second register device. With a rising clock edge at the clock input, the register devices thus take over a data word output by the first circuit block.
  • the selection signal is preferably detected by detecting a clock edge of the selection signal by means of a logical evaluation.
  • the exact time detection takes place by delaying the second clock signal and then feeding the second delayed clock signal to a clock input of a flip-flop circuit.
  • the data output of the flip-flop circuit is only switched when there is a level transition in the selection signal.
  • the output signals of the data output of the flip-flop circuits are evaluated in the logic circuit and from this the time is determined at which the data word stored in the registration device can be transferred to the output of the synchronization device.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a detailed block diagram of an interface device
  • FIG. 3 shows a known interface device
  • Figure 4 is a timing diagram with selected signals within the interface device.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram with the interface device according to the invention.
  • An interface is required when data is exchanged between different blocks, the circuit blocks being clocked with their own clock signal.
  • the clock signal for the first circuit block as well as for the second circuit block have the same frequency, but their phase relationship to one another is different. It can also be changed by jitter or natural fluctuations.
  • the interface device allows the synchronous exchange of data between the circuit blocks.
  • the term synchronous here means the correct delivery of the data word present at the input of the interface device at its output when the second circuit block is ready to take it over.
  • the "synchronous" exchange thus ensures that the correct data word to be exchanged is taken over by the second circuit block with a clock edge of the second clock signal.
  • an interface device 4 is connected between the output 11 of a first circuit block 1 and the input 21 of a second circuit block 2.
  • the interface device 4 contains a data input 41 for the data word to be transmitted, which is connected to the input 11 of the first circuit block, and a data output. gear 42 for the delivery of a data word, which is connected to the input 21 of the second circuit block 2.
  • the interface device according to the invention comprises two clock inputs 43 and 44.
  • a clock signal T1 is present at the first clock input 43, which is also the clock signal of the first circuit block 1.
  • a second clock signal T2 is present at the second clock input 44 and is also used as a clock signal for the second circuit block 2.
  • the two inputs are thus designed for clock signals of the first and second circuit blocks 1, 2.
  • the data input 41 is connected to a first register device 6 and a register device 7 connected in parallel thereto.
  • the two register devices 6 and 7 temporarily store a data word DW applied to the data input 41 and each output this at their output.
  • the storage and the delivery of the data word is done via a control input 61 or 71 for the register devices 6 or
  • the outputs of the register devices 6 and 7 are connected to a multiplexer unit 8.
  • the output 84 of the multiplexer unit 8 is connected to the data output 42 of the interface device 4.
  • the interface device 4 further comprises a synchronization means or a synchronization device 5.
  • the synchronization means 5 has two inputs 51 and 52. The first input 51 is connected to the first clock input 43 and the second input 52 to the second clock input 44.
  • the device 5 contains a selection or selection means or selector 56.
  • the selection means 56 generates a selection signal from the clock signal at input 43. The selection signal is output as a selection signal either at the output 53 or 54.
  • the selection means 56 selects the register device 6 or 7 via the signal, so that the selected register device buffers the next data word DW present at the data input 41.
  • the selection means 56 generates a selection signal and outputs it at the data output 53. With the next rising clock edge of the first clock signal at clock input 43, the selection signal is output at output 53. The rising clock edge of the first clock signal also causes a data word DW output by circuit block 1 to be present at data input 41.
  • the register device 6 is controlled by the selection signal at the output 53, so that it temporarily stores the data word DW present at the data input 41.
  • the selection means With the next rising clock edge of the first clock signal at clock input 43, the selection means generates a selection signal at output 54, so that register device 7 is activated. Since a new data word is present at the data input 41 with this clock edge, this is now transferred to the register device 7.
  • the selection or selection means 56 outputs the selection signal to a scanning device 57.
  • the scanning device is connected to the second input 52 and thus to the second clock input 44 for the second clock signal.
  • the scanning device 57 is designed such that it uses the selection signal to recognize in which register device 6 or 7 the data word DW present at the data input 41 is stored. This takes place, for example, in that a transition of a level from the selection signal takes place from a first level to a second level, the transition indicates the point in time for a transfer of the data word into the correspondingly selected register device.
  • the scanning device 57 thus registers a transition, the adopted data word is output at the data output of the selected register device. From this point in time, the data word can therefore be passed on to the data output 42 of the interface device 4.
  • the scanning device 57 generates a control signal MUX at the control output 55 from the second clock signal at the second clock input 44 and the transition of the selection signal.
  • the control output 55 is connected to the control input 81 of the data multiplexer 8.
  • the multiplexer 8 thus switches depending on the control signal MUX at the input 81 at the point in time at which it is ensured that a valid data word is present at the corresponding input 82 or 83.
  • the selection means 56 and the scanning device 57 register a phase shift of the two clock signals relative to one another in the positive as well as in the negative direction and the switching of the multiplexer unit 8 is controlled in such a way that the data words present at the data input 41 of the synchronization circuit 4 are clock and phase synchronized with the second clock signal are output at the second clock input 44 at the data output 42 of the interface device 4. As a result, data is exchanged synchronously with the clocks of the two circuit blocks 1 and 2.
  • FIG. 2 A detailed embodiment of the interface device 4 is shown in FIG. 2. The same components have the same reference numerals.
  • the interface device according to the invention shown in FIG. 4 is controlled with positive clock edges.
  • a positive clock edge indicates a rising Clock edge, a negative clock edge is equivalent to a falling clock edge.
  • the interface device shown in FIG. 2 is designed for the synchronous exchange of a data word from a plurality of parallel data between two circuit blocks.
  • six parallel data form a data word.
  • the interface device shown here can also be used to synchronize data words with significantly more parallel data. To do this, simply increase the number of parallel flip-flop circuits in the individual components of the data path marked by a thick line.
  • the data input 41 for the data word DW is connected to an input D of a buffer circuit 9 comprising a plurality of flip-flop circuits connected in parallel.
  • the outputs of the flip-flop circuits connected in parallel form the output Q of the data buffer 9 and are each connected to the input D of the register devices 6 and 7.
  • the register devices 6 and 7, which are also referred to as register banks 6 and 7, also comprise a plurality of flip-flop circuits connected in parallel.
  • a flip-flop circuit is provided for storing a date of the data word.
  • the outputs Q of the register devices 6 and 7 are connected to the inputs 82 and 83 by a multiplexer unit.
  • the output 84 of the multiplexer unit 8 is in turn connected to a data input D of a second buffer circuit 9A.
  • the buffer circuit 9A like the buffer circuit 9, comprises the same number of flip-flops connected in parallel which transmit their data to the data outputs at their respective outputs Q. deliver gear 42.
  • the input buffer 9 as well as the output buffer 9A are optional components of the interface device 4 according to the invention, which enable additional security in the provision of the data. A write or read error in the register devices is prevented by the two buffer circuits.
  • the clock signal input of the buffer circuit 9 is connected via an inverter 561 to the first clock input 43 for the first clock signal T1.
  • the buffer circuit 9 reads a data word present at the input 41 and outputs it to its data output Q again.
  • the clock signal T1 inverted with the inverter 561 is also fed to a clock signal input of a D-toggle flip-flop 60.
  • the data input D of the D-toggle flip-flop 60 is connected to the data output Q of the D-toggle flip-flop 60 via an inverter 601.
  • the output of the D toggle flip-flop 60 is fed back to its input and thus inverts its output Q on each falling clock edge of the first clock signal T1. It therefore also acts as a frequency divider.
  • the signal emitted at its output is the selection signal SEL for the selection of the register device 6 or 7, which next takes over a data word.
  • the output Q of the D toggle flip-flop 60 ' is also connected to a first input of a logic AND gate 607, the second input of which is connected to the first clock input 43.
  • the data input of the D toggle flip-flop 60 which is connected to the output of the inverter 601, is also connected to a first input of a second logic AND gate 606.
  • the second input of the logi- see AND gate 606 is connected to the first clock input 43.
  • the outputs of the logical AND gates 606 and 607 lead to an inverter 605 and 604, respectively.
  • the output of the inverter 605 forms the output 53 for the selection signal R0.
  • the output of the inverter 604 forms the output 54 for the signal R1 and is connected to the clock signal input of the register device 7.
  • the selection signal R0 as well as the selection signal Rl thus form a clock signal for the register devices 6 and 7. In the event of a rising or positive clock edge of the respective output signals R0 or Rl, these take over a data word DW applied to their data input D into their buffer and give this at the Q output.
  • the clock inputs of the two register devices 6 and 7 thus represent the two selection inputs 61 and 71 according to FIG. 1.
  • the flip-flop 60 and the logic gates 606 and 607 form the selection or selection means 56.
  • the logic gates 606 and 607 generate the selection signals R0 and Rl from the selection signal SEL and the first clock signal Tl, each of which has a pulse duty factor of 1: 3.
  • the clock period of the two signals R0 and Rl is twice as large as the clock period of the first clock signal Tl.
  • the two signals R0 and Rl are out of phase with each other by half a period of their clock.
  • the first register device 6 takes over the data word present at its data input on a rising clock edge of the first clock signal T1 and outputs it at the output Q.
  • the second register device 7 takes over the data word DW present at its data input D.
  • the data word present at the input is always taken over alternately by the register device 6 or 7 at each clock period and passed on to its respective output.
  • the information in which of the two register devices 6 and 7 the data word is next transferred is important for the synchronous data exchange.
  • the flip-flop circuit 61 is used. Data input is connected to the data output Q of the toggle flip-flop 60.
  • the clock input of the flip-flop 61 is connected to the first clock input. With each rising clock edge of the first clock signal T1, the information in which of the two register devices 6 and 7 are currently present is passed on to the output Q of the flip-flop circuit 61 in the form of the selection signal SEL ⁇ .
  • the flip-flop circuit 61 simultaneously forms the interface which logically combines the first clock signal T1 and the second clock signal T2> in order to ensure error-free data exchange.
  • the selection switch 8 is now to be switched so that it connects the register device, to which new data are present, to the buffer circuit 9A. In the exemplary embodiment shown, it is provided that this takes place with the rising edge of the output clock T2, so that the data present at the data input D of the buffer circuit 9A are transferred to the buffer circuit 9A in synchronism with the falling output edge of the second clock signal and at the data output 42 of the interface device 4 can be delivered.
  • the output Q of the flip-flop circuit 61 is connected to a respective data input of a first, second and third sampling flip-flop 63, 64, 65.
  • the clock signal input of the first sampling flip-flop 63 is connected to the second clock input 44 of the interface device according to the invention.
  • the clock signal input of the second sampling flip-flop 64 is via a delay element 71 with the second clock input connected.
  • the clock input for the third sampling flip-flop 65 is in turn coupled to the second clock input 44 via the delay element 72 and the delay element 71.
  • the second clock signal T2 is delayed by the two delay elements 71 and 72 and reaches the clock inputs of the scanning flip-flops 63, 64 and 65 at different times.
  • a sampling of the selection signal SEL ⁇ , which is output from the output Q of the flip-flop 61 is delivered is carried out at three different times. If there is a transition in the selection signal SEL from a high level to a low level or vice versa during this period, this is registered by at least one of the three scanning flip-flops 63, 64 and 65.
  • the register device 6 is switched to the register device 7 by the selection signal SEL.
  • the data word DW present at the data input 41 is taken over into the register bank 7 and at the same time a positive edge of the selection signal SEL is generated at the output Q of the flip-flop 61.
  • the positive edge at the output of the flip-flop 61 takes place, for example, at a point in time which is slightly later than the rising clock edge of the second clock signal T2.
  • the first sampling flip-flop 63 registers a low level of the selection signal SEL 'at its data input on the rising clock edge of the second clock signal T2 and outputs it inverted at its output QN.
  • the rising clock edge of the second clock signal T2 is delayed by the delay element 71. If the selection signal SEL changes to the other level during this delay time, this is done by the scanning flip-flop 64 and also by the Tast flip-flop 65 registered and a correspondingly inverted signal emitted at their outputs QN. This indicates that the register device 7 now contains the next data word and that its output is to be coupled to the output 42 of the interface device 4.
  • Switching the register banks from bank 6 to bank 7 is characterized by a positive edge in the selection signal SEL or SEL X , while switching the register device from device 7 to device 6 is represented by the corresponding negative edge.
  • the sampling flip-flops 63, 64 and 65 detect this transition in the selection signal at different times due to the delay elements connected to their clock inputs.
  • the logic levels 0-0-1 and 0-1-1 for the inverting outputs QN of the scanning flip-flops 63, 64 and 65 identify a negative clock edge of the selection signal SEL and thus a transition of the registration device from 7 to 6.
  • the order 1-0-0 and 1-1-0 of the output levels indicate a positive transition of the selection signal SEL 'and thus a transition of the register device from 6 to 7.
  • the output of the first sampling flip-flop 63 is connected to an inverter 81 and to a first input of a NAND gate 82.
  • the inverting output QN of the scan flip-flop 64 is connected to a second input of the gate 82.
  • the inverted output QN of the flip-flop 65 is connected to an inverter 83 and to a third input of the NAND gate 82.
  • the outputs of the inverters 81 and 83 are connected to the inputs of a NAND gate 84.
  • the output of the NAND gate 82 is connected to the first input of a NAND gate 85.
  • the outputs of the two NAND gates 84 and 85 are one another NAND gate 86 connected. Its output is connected to a data input of a selection flip-flop circuit 90.
  • the clock input of the selection flip-flop circuit 90 is connected to the second delay element 72 via a further delay element 73.
  • the inverted output QN of the selection flip-flop 90 is fed back to the second input of the logic NAND gate 85.
  • it is connected to the control input 81 of the selection means 8 via an inverter 91, which forms the output 55 for the control signal MUX.
  • the complete logic circuit comprising the logic gates 81 to 86 and the selection flip-flop 90 generates the actuating signal MUX from the information data output by the scanning flip-flops.
  • the control signal MUX switches the selection switch 8 to the input at which the next data word to be output at the data output 42 is present.
  • the toggle flip-flop 90 which is driven by a positive clock edge of the second clock signal T2 delayed by the delay devices 71, 72 and 73, thus outputs an actuating signal MUX to the control input 81 of the selection means 8.
  • the data output by the register device 6 or 7 is safely accepted by the buffer circuit 9A with the next falling clock edge of the second clock signal T2 and output to the data output 42.
  • the delay element 73 is sufficiently large in the time delay of the second clock signal.
  • the logic circuit from the gates 81 to 86 is already completely switched before the rising clock edge of the clock signal T2 switches the output QN of the toggle flip-flop 90. Sufficient time remains until the falling clock edge of the second clock signal T2, which applies the data word output by the multiplexer 8 to the output 42 of the interface device 4.
  • the selection flip-flop 90, the inverter 91 and the selection means have then already switched over. The delays required thereby determine the maximum sampling frequency of the first and the second clock signal.
  • FIG. 3 shows a time course of various signals.
  • the first curve shows the first clock signal T1 with a specific frequency.
  • the selection signal SEL switches from the logic low level 0 to the logic high level 1.
  • the selection signal SEL is inverted again by the toggle flip-flop 60.
  • the toggle flip-flop acts as a frequency divider for the first clock signal T1.
  • the selection signal SEL is fed to the logic gates 606 and 607 together with the first clock signal.
  • the output signals Rl and R0 result from the logical combination and the inversion connected to it through inverters 605 and 604, respectively.
  • the clock ratio of 1: 3 can be clearly seen, the logically high level for the respective selection signal Rl or R0 being only half a clock period of the first clock signal T1. Furthermore, the two signals Rl and R0 are out of phase with each other by half a period of their clock period. The respective rising edge of the signal Rl or R0 always occurs at the time of a rising edge of the first clock signal.
  • the register device 7 With each rising clock edge of the signal R1, the register device 7 takes over a data word DW present at the input. The same applies to the register device 6. This too takes over with every rising clock edge of its clock signal R0 a data word present at the input. Thus, a data word present at the data input is transferred to the respective register device alternately with each rising clock edge of the first clock signal T1.
  • the selection signal SEL produces a transition from a logic low to a logic high level, which indicates that the data word present at the input is to be transferred to the register device 7 on the next rising clock edge of the first clock signal T1.
  • the selection signal SEL is only accepted by the flip-flop 61 with the subsequent rising clock edge of the clock signal T1 and is output as a selection signal SEL 'at its output Q. It is therefore out of phase with the selection signal SEL generated by the D toggle flip-flop 60 by half a period.
  • the selection signal SEL ' has a rising edge at the time of a rising edge of the signal Rl, a falling edge at a rising edge of the signal R0.
  • the selection signal SEL ' is present at the respective data inputs of the scanning flip-flops 63 to 65 with a logic high level. This is also assigned to the register device 7.
  • the output clock is 90 ° out of phase with the first clock signal T1.
  • Tz at which the selection signal SEL 'has not yet changed, a rising edge occurs in the second clock signal T2.
  • the scanning flip-flop 63 thus does not yet register a level change in the selection signal SEL '.
  • the rising clock edge of the second clock signal T2 is delayed and reached by the delay elements 71 and 72, respectively at later times to the respective clock inputs.
  • the scan flip-flops register a level change, which they emit at their outputs.
  • the new logic levels 1-0-0 at the inputs of the logic gates 81, 82 and 83 are processed by them and a signal with a logic high level is generated therefrom which is fed to the selection flip-flop 90 at its data input D.
  • the rising edge of the clock signal T2 reaches the clock input of the flip-flop 90 and generates a logic low level at its inverted output.
  • the selection flip-flop 90 thus evaluates the information into which register bank has just been written as well as the previous position of the multiplexer 8.
  • the first information results from the selection signal SEL ', the second from the output of the selection flip-flop 90 itself.
  • the output level of the selection flip-flop 90 is only changed when the selection signal SEL' changes.
  • the register device 7 switches the data word present at its data input D to its output Q at approximately the same time due to a rising clock edge in the signal R1. It is therefore present at the output 83 of the multiplexer unit 8.
  • the control signal MUX output by the flip-flop 90 and inverted by the inverter 91 is applied to the control input 81 of the switching device 8.
  • the switching device 8 then switches the input 83 to its output and thus feeds the data word output by the register device 7 to the input D of the output buffer circuit 9A.
  • the data word is output by the output buffer circuit 9A to the data output 42 of the interface device 4.
  • the selection signal SEL ' changes to the logic low level and thus indicates that the register device 6 has taken over the next data word.
  • this change in the selection signal SEL ' is registered again, whereupon the selection flip-flop 90 generates an actuating signal for switching the selection switch 8.
  • the basis of the invention is thus two register devices which are alternately written with data, always reading from the respective other register device. Thereby. ensures that the data is not incorrect.
  • the synchronization between the two circuit blocks or between the two clock signals with the same frequency but different phase takes place at the point which defines a selection for reading out the register devices.
  • This is the flip-flop 61, which indicates the register device on which new data are already present.
  • the synchronization is carried out by comparing the change in level of the selection signal with the second clock signal over time. The reading can therefore be carried out with a new edge of the second clock signal T2, which switches the selection switch 8 to the corresponding register bank. With the subsequent falling clock edge of the second clock signal, the data are transferred to the output buffer 9. Additional flip-flop circuits for the register devices in a conventional synchronization circuit can therefore be dispensed with.
  • the embodiment shown here is implemented with flip-flop circuits controlled by positive clock edges.
  • the invention is not so limited. she can also be implemented with flip-flops controlled by negative clock edges.
  • another comparison logic is conceivable, which creates a temporal relationship between the first and second clock signals. Inverting outputs QN of the scanning flip-flops can be dispensed with if the downstream logic is suitably designed.
  • the logic that links the selection signal SEL 'with the signal MUX can also be implemented in any other form.
  • the logic inverts the signal MUX, which switches the selection means, whenever a level change in the signal SEL 'has taken place.
  • the logic gates can be implemented not only as AND gates, but also as NAND gates with inverters.
  • the entire circuit can be implemented in both CMOS logic and pure MOS logic.
  • T1, T2 clock signals
  • Rl, R2 selection signal, clock signal

Abstract

The invention relates to an interface device (4) comprising a first register device (6) and a second register device (7) connected in parallel thereto, which are configured for accepting a data word (DW). The interface device (4) comprises a synchronizing means (52) to which a first and second clock signal (T1, T2) are fed and which is configured for outputting a selection signal derived from the first clock signal in order to select the first or second register device (6, 7) for storing a data word (DW) at the data input (41). In addition, the synchronizing means (52) is configured for outputting an actuating signal (MUX) derived from the selection signal and from the second clock signal to an actuating output (55). The actuating output (55) is coupled to a selecting means (8) via which the output of one of the two register devices (6, 7) can be connected to the data output (42) of the interface device. An additional register device can be foregone due to the comparison of the selection signal with the second clock signal (T2).

Description

Beschreibungdescription
Schnittstellenvorrichtung und Verfahren zur Synchronisation von DatenInterface device and method for synchronizing data
Die Erfindung betrifft eine Schnittstellenvorrichtung für die synchrone Übertragung eines Datenwortes sowie ein Verfahren zur Synchronisation eines Datenwortes zwischen zwei mit gleicher Frequenz getakteten Schaltungsblöcken.The invention relates to an interface device for the synchronous transmission of a data word and a method for synchronizing a data word between two circuit blocks clocked at the same frequency.
In getakteten Systemen müssen häufig Daten zwischen zwei verschiedenen Schaltungsblöcken ausgetauscht werden. Die einzelnen Schaltungsblöcke können dabei beispielsweise Daten austauschen, die dann in den jeweiligen Schaltungsblöcken weiterverarbeitet werden. Die beiden Schaltungsblöcke sind jeweils mit einem Taktsignal gleicher Frequenz getaktet. Um Datenfehler während des Datenaustausches zu vermeiden, muss der Datenaustausch synchron erfolgen, das heißt, die auszutauschenden Daten müssen immer zu den richtigen Zeitpunkten an den Schaltungsblöcken anliegen. , 'In clocked systems, data often has to be exchanged between two different circuit blocks. The individual circuit blocks can, for example, exchange data, which are then further processed in the respective circuit blocks. The two circuit blocks are each clocked with a clock signal of the same frequency. In order to avoid data errors during the data exchange, the data exchange must take place synchronously, that is, the data to be exchanged must always be present at the circuit blocks at the correct times. , '
Aufgrund der räumlichen versetzten Anordnung der Schaltungs- blöcke kann es zu Laufzeitunterschieden zwischen den beiden Taktsignalen der Schaltungsblöcke kommen. Unterschiedlich lange Leitungen für die beiden Taktsignale führen ebenso zu Laufzeitunterschieden. Ein Laufzeitunterschied ergibt einen Phasenunterschied der Taktsignale der beiden Schaltungsblδ- cke . Zusätzlich wird ein unbekannter Phasenunterschied der beiden Taktsignale zueinander durch eine leichte zufällige Variation, die "Jitter" genannt wird, wie auch durch verschiedene frequenzaufbereitende Maßnahmen hervorgerufen. Wenn die Frequenzen des Taktsignals gleich sind, aber aus unter- schiedlichen Signalquellen stammen, so weisen sie meist eine unbekannte Phasenlage zueinander auf.Due to the spatially offset arrangement of the circuit blocks, there may be runtime differences between the two clock signals of the circuit blocks. Lines of different lengths for the two clock signals also lead to differences in runtime. A time difference results in a phase difference between the clock signals of the two circuit blocks. In addition, an unknown phase difference between the two clock signals from one another is caused by a slight random variation, which is called "jitter", and also by various frequency processing measures. If the frequencies of the clock signal are the same, but from different come from different signal sources, so they usually have an unknown phase relationship to each other.
Bei einem Datenaustausch gibt ein Schaltungsblock die auszutauschenden Daten während eines Taktzyklus, beispielsweise bei einer steigenden Flanke seines Taktsignals, an seinem Ausgang ab. Der zweite Schaltungsblock liest beispielsweise bei einer steigenden Taktflanke seines Taktsignals die an seinem Eingang anliegenden Daten und verarbeitet sie weiter. Aufgrund des Phasenunterschiedes der beiden Taktsignale der Schaltungsblöcke zueinander erfolgt die Bereitstellung am Datenausgang bzw. der Lesevorgang am Dateneingang zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten. Es kann daher passieren, dass ein Lesezyklus bereits startet, bevor der erste Schaltungsblock die zu übergebenden Daten an seinem Datenausgang bereitgestellt hat. Dadurch ergibt sich ein Datenverlust und somit ein Fehler in der Datenübertragung zwischen den Blöcken.In the case of a data exchange, a circuit block outputs the data to be exchanged at its output during a clock cycle, for example on a rising edge of its clock signal. For example, the second circuit block reads the data present at its input on a rising clock edge of its clock signal and processes it further. Due to the phase difference of the two clock signals of the circuit blocks from one another, the data output is provided or the reading process at the data input takes place at different times in each case. It can therefore happen that a read cycle starts before the first circuit block has made the data to be transferred available at its data output. This results in data loss and thus an error in the data transmission between the blocks.
Zur Vermeidung eines solchen Datenverlustes werden Synchronisationsschaltungen und insbesondere sogenannte FIFO-Puffer (FIFO = First In First Out) zwischen die einzelnen Schaltungsblöcke geschaltet . Die verwendeten Pufferschaltungen speichern die zu übergebenden Daten in Flip-Flop-Schaltungen zwischen und geben sie bei Bedarf wieder ab. Dabei werden die Daten, die als erste im Puffer abgelegt werden, auch als erste Daten wieder herausgegeben.To avoid such a loss of data, synchronization circuits and, in particular, so-called FIFO buffers (FIFO = First In First Out) are connected between the individual circuit blocks. The buffer circuits used temporarily store the data to be transferred in flip-flop circuits and output them again if necessary. The data that are stored first in the buffer are also released as the first data.
Ein Beispiel einer synchronen Schnittstelle mit einem FIFO- Puffer zeigt Figur 3. Die Synchronisationsschaltung 3 ist dabei zwischen die beiden Schaltungsblöcke 1 und 2 geschaltet . Der Schaltungsblock 1 gibt an seinem Ausgang bei jeder Takt- periode seines Taktsignals ein Datenwort ab. Das Datenwort umfasst ein Datum oder mehrere Daten und wird in einer der drei parallel geschalteten Registerbänke 32 abgelegt. Die Registerbänke 32 umfassen dabei jeweils mehrere parallel geschaltete Flip-Flop-Schaltungen, die je ein Datum des Datenworts speichern. Eine Auswahl, in welche der drei Registerbänke 32 das Datenwort des Schaltungsblocks 1 abgelegt wird, erfolgt durch die Steuereinrichtung 31. Ein Auslesen des gespeicherten Datenworts erfolgt über eine Multiplexereinheit 33, die mit einem Steuersignal der Steuereinheit 31 eine der drei Registerbänke 32 auf den Ausgang der Synchronisations- schaltung 3 schaltet und somit das Datenwort dem zweiten Schaltungsblock 2 zuführt. Die Abgabe des Datenwortes erfolgt dabei in der Reihenfolge, in der sie auch in den Registerbänken 32 abgelegt wurden.FIG. 3 shows an example of a synchronous interface with a FIFO buffer. The synchronization circuit 3 is connected between the two circuit blocks 1 and 2. The circuit block 1 emits a data word at its output at each clock period of its clock signal. The data word comprises one or more dates and is stored in one of the three register banks 32 connected in parallel. The register banks 32 each comprise a plurality of flip-flop circuits connected in parallel, each of which stores a date of the data word. The control device 31 selects which of the three register banks 32 the data word of the circuit block 1 is stored in. The stored data word is read out via a multiplexer unit 33, which uses a control signal from the control unit 31 to send one of the three register banks 32 to the output of the Synchronization circuit 3 switches and thus feeds the data word to the second circuit block 2. The data word is delivered in the order in which it was also stored in the register banks 32.
Nach dem Auslesen einer Registerbank und dem Bereitstellen an den zweiten Schaltungsblock wird der Inhalt der Registerbank gelöscht und diese wieder für einen erneuten Schreibvorgang freigegeben. Die Synchronisation des Lese- und des Schreibvorgangs erfolgt über die Steuereinrichtung 31, der die Takt- signale des Schaltungsblocks 1 sowie des Schaltungsblocks 2 zugeführt werden.After reading out a register bank and providing it to the second circuit block, the content of the register bank is deleted and this is released again for a new write operation. The synchronization of the reading and writing process takes place via the control device 31, to which the clock signals of the circuit block 1 and of the circuit block 2 are supplied.
Wenn der Schreib- und Lesevorgang der Daten mit zwei unterschiedlichen Taktsignalen gleicher Frequenz durchgeführt wird, müssen für jedes zu synchronisierende Datum mindestens drei Speicherstellen existieren. Für die Synchronisation n parallel anliegender Daten, welche ein Datenwort ergeben, sind daher 3 * n Speicherstellen notwendig. Jede der dargestellten Registerbänke 32 enthält somit n Speicherstellen. Die dritte Registerbank ist erforderlich, um sicherzustellen, dass große Schwankungen der Phasenlage zwischen dem Taktsignal des ersten Schaltungsblocks und dem Taktsignal des zwei- ten Schaltungsblocks in positiver als auch in negativer Richtung aufgefangen werden. Gerade bei Schaltungsblöcken, deren zu synchronisierendes Datenwort sehr viele parallele Daten umfasst, führt die Notwendigkeit einer dritten Speicherstelle pro Datum in der Synchronisationsschaltung zu einer großen Anzahl von Speicherstellen. Dies erhöht den Platzbedarf und erzeugt zusätzliche Kosten.If the data is written and read using two different clock signals of the same frequency, at least three memory locations must exist for each data item to be synchronized. 3 * n storage locations are therefore necessary for the synchronization of n data present in parallel, which result in a data word. Each of the register banks 32 shown thus contains n memory locations. The third register bank is required to ensure that large fluctuations in the phase relationship between the clock signal of the first circuit block and the clock signal of the two- th circuit blocks in the positive as well as in the negative direction. Especially in the case of circuit blocks whose data word to be synchronized comprises a great deal of parallel data, the need for a third storage location per data in the synchronization circuit leads to a large number of storage locations. This increases the space requirement and creates additional costs.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schnittstellenvorrichtung mit einem reduzierten Aufwand vorzusehen, welche zur Synchronisation nur zwei Registerbänke benötigt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Synchronisation eines Datenwortes zwischen zwei mit gleicher Frequenz getakteten Schaltungsblöcken mit einfachen Mitteln vorzusehen.The object of the invention is to provide an interface device with reduced effort, which requires only two register banks for synchronization. Another object of the invention is to provide a method for synchronizing a data word between two circuit blocks clocked at the same frequency with simple means.
Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der Patentansprüche 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These objects are solved with the subject matter of claims 1 and 14. Advantageous refinements result from the subclaims.
Erfindungsgemäß umfasst dabei eine Schnittstellenvorrichtung zur synchronen Übertragung eines Datenwortes einen Dateneingang für das Datenwort sowie einen Datenausgang für das Datenwort . Eine erste Registereinrichtung und eine zweite parallel zu der ersten geschaltete Registereinrichtung ist mit je einem Eingang an den Dateneingang gekoppelt und weist einen Auswähleingang und einen Ausgang auf. Die erste und zweite Registereinrichtung ist dabei für eine Speicherung eines eingangsseitig anliegenden Datenwortes und zur Abgabe des Datenwortes an den Ausgang ausgebildet. Die Schnittstellenvorrichtung umfasst weiterhin ein Auswahlmittel, welches an den Ausgang der ersten Registereinrichtung und an den Ausgang der zweiten Registereinrichtung angeschlossen ist. Das Mittel ist für eine Kopplung des Ausgangs der ersten oder zweiten Regis- tereinrichtung mit dem Datenausgang abhängig von einem Stell- signal ausgebildet. Das Mittel bildet somit eine Multiplexer- einheit. Die Schnittstellenvorrichtung umfasst weiterhin einen ersten Takteingang zur Zuführung eines ersten Taktsignals sowie einen zweiten Takteingang zur Zuführung eines zweiten Taktsignals. Letztlich enthält sie eine Synchronisationseinrichtung, welches mit dem ersten und dem zweiten Takteingang sowie mit einem Stellausgang an das Auswahlmittel gekoppelt ist. Die Synchronisationseinrichtung ist zur Abgabe eines von dem ersten Taktsignal abgeleiteten Selektionssignals zu einer Auswahl der ersten oder der zweiten Registereinrichtung für eine Speicherung eines am Dateneingang anliegenden Datenworts ausgebildet. Bevorzugt ist die Einrichtung so zur Abgabe eines AuswahlSignals an die erste und die zweite Registereinrichtung ausgebildet. Weiterhin ist die Synchronisationseinrichtung zur Abgabe des Stellsignals an den Stellausgang ausgebildet, wobei das Stellsignal aus dem Auswahlsignal und dem zweiten Taktsignal abgeleitet ist.According to the invention, an interface device for the synchronous transmission of a data word comprises a data input for the data word and a data output for the data word. A first register device and a second register device connected in parallel to the first are coupled with one input each to the data input and have a selection input and an output. The first and second register devices are designed to store a data word present on the input side and to deliver the data word to the output. The interface device further comprises a selection means which is connected to the output of the first register device and to the output of the second register device. The means is for coupling the output of the first or second register ter device with the data output depending on an actuating signal. The means thus forms a multiplexer unit. The interface device further comprises a first clock input for supplying a first clock signal and a second clock input for supplying a second clock signal. Ultimately, it contains a synchronization device which is coupled to the selection means with the first and the second clock input and with an actuating output. The synchronization device is designed to emit a selection signal derived from the first clock signal for a selection of the first or the second register device for storing a data word present at the data input. The device is preferably designed to emit a selection signal to the first and the second register device. Furthermore, the synchronization device is designed to emit the control signal to the control output, the control signal being derived from the selection signal and the second clock signal.
Mit der Synchronisationseinrichtung und der selektiven An- steuerung der ersten und zweiten Registereinrichtung ist eine dritte Registereinrichtung mit zusätzlichen Speicherstellen nicht erforderlich. Eine Synchronisation zwischen den Takt- signalen der beiden Schaltungsblöcke wird auf die Synchronisationseinrichtung konzentriert, anstatt wie bisher die drei Registerbänke dafür zu verwenden. Diese Einrichtung muss für die gesamte Schnittstellenvorrichtung nur einmal ausgebildet werden. Sie stellt sicher, dass die zwischen den Schaltungsblöcken auszutauschenden Daten fehlerfrei zum richtigen Zeitpunkt am Ausgang der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung bereitliegen. Insbesondere liegt am Ausgang der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung zu dem Zeitpunkt das zu übertragende Datenwort an, an dem der Schaltungsblock ein an seinem Eingang anliegendes Datenwort übernimmt und weiterverarbeitet .With the synchronization device and the selective activation of the first and second register devices, a third register device with additional storage locations is not required. A synchronization between the clock signals of the two circuit blocks is concentrated on the synchronization device instead of using the three register banks for this as before. This device only has to be designed once for the entire interface device. It ensures that the data to be exchanged between the circuit blocks is ready at the right time at the output of the interface device according to the invention without errors. In particular, the data word to be transmitted is present at the output of the interface device according to the invention at the point in time at which the circuit block is on Data word applied to its input is accepted and processed.
Dies erfolgt bevorzugt durch eine zeitliche Auswertung des Selektionssignals mit dem zweiten Taktsignal und der daraus abhängigen Ableitung des Stellsignals. Der Realisierungsaufwand der Erfindung wird dadurch bei einem synchronen Austausch vieler paralleler Daten im Verhältnis zur konventionellen Realisierung mit drei Registerbänken immer geringer.This is preferably done by temporally evaluating the selection signal with the second clock signal and deriving the control signal as a function thereof. The implementation effort of the invention is thereby less and less with a synchronous exchange of many parallel data in comparison to the conventional implementation with three register banks.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung die erste und die zweite Registereinrichtung einen Taktsignaleingang umfassen, der den Auswahl- eingang bildet . Die erste und die zweite Registereinrichtung ist dabei zur Abgabe eines an ihrem Dateneingang anliegenden Datenworts bei einer Flanke eines aus dem Selektionssignal abgeleiteten Taktsignals an ihren Ausgang ausgebildet. Diese Registereinrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, können so weiterverwendet werden. Die Registereinrichtungen enthalten dabei mehrere parallel angeordnete Flip- Flop-Schaltungen für jedes einzelne Datum des Datenwortes.It is particularly advantageous if, in an advantageous embodiment, the first and the second register device comprise a clock signal input which forms the selection input. The first and the second register device are designed to deliver a data word present at their data input to an output of an edge of a clock signal derived from the selection signal. These register devices, which are known from the prior art, can thus continue to be used. The register devices contain several flip-flop circuits arranged in parallel for each individual date of the data word.
Um die Datensicherheit zu erhöhen, ist in einer Weiterbildung der Erfindung eine erste Pufferschaltung zwischen dem Dateneingang der Schnittstellenvorrichtung und der ersten und zweiten Registereinrichtung geschaltet. Diese ist zur Abgabe eines am Dateneingang der Schnittstellenvorrichtung anliegenden Datenwortes an die erste und die zweite Registereinrichtung bei einer Taktflanke des ersten Taktsignals ausgebildet . Bevorzugt ist dies die fallende Taktflanke. Dadurch wird sichergestellt, dass am Dateneingang der ersten und zweiten Registereinrichtung ein gültiges Datenwort anliegt, wenn die erste und zweite Registereinrichtung bei einer steigenden Flanke des angelegten Taktsignals das Datenwort an ihrem Dateneingang übernimmt .In order to increase data security, in a further development of the invention a first buffer circuit is connected between the data input of the interface device and the first and second register devices. This is designed to deliver a data word present at the data input of the interface device to the first and the second register device on a clock edge of the first clock signal. This is preferably the falling clock edge. This ensures that a valid data word is present at the data input of the first and second register devices when the first and second register devices are increasing Edge of the applied clock signal takes over the data word at its data input.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist eine zweite Puffereinrichtung zwischen das Auswahlmittel und den Datenausgang der Schnittstellenvorrichtung geschaltet. Sie ist zur Abgabe eines am Datenausgang des Auswahlmittels abgegebenen Datenwortes an den Ausgang der Schnittstellenvorrichtung bei einer fallenden Taktflanke des zweiten Taktsignals ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, dass das mit dem zweiten Taktsignal synchronisierte Datenwort bei einer steigenden Taktflanke des zweiten Taktsignals sicher am Datenausgang der Schnittstellenvorrichtung anliegt. So kann das Datenwort mit dieser Taktflanke des zweiten Taktsignals in den Schaltungsblock zur weiteren Verarbeitung übernommen werden. Alternativ kann die Richtung der Taktflanken in der ersten bzw. zweiten Pufferschaltung auch vertauscht werden.In another development of the invention, a second buffer device is connected between the selection means and the data output of the interface device. It is designed to deliver a data word output at the data output of the selection means to the output of the interface device on a falling clock edge of the second clock signal. This ensures that the data word synchronized with the second clock signal is securely present at the data output of the interface device on a rising clock edge of the second clock signal. In this way, the data word with this clock edge of the second clock signal can be transferred to the circuit block for further processing. Alternatively, the direction of the clock edges in the first or second buffer circuit can also be interchanged.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Synchronisationseinrichtung ein Selektionsmittel bzw. einen Selektor, das zur Erzeugung des Auswahlsignals zur Auswahl der jeweils anderen Registereinrichtung bei jeder Taktperiode des ersten Taktsignals ausgebildet ist. Das Auswahlsignal ist so gebildet, dass dadurch alternierend zwischen beiden Registereinrichtungen ausgewählt wird. Die Frequenz des Auswahlsignals entspricht der halben Frequenz des ersten Taktsignals. Bevorzugt umfasst das Selektionsmittel bzw. der Selektor ein mit dem ersten Taktsignal getaktetes D-Toggle-Flip-Flop. Der Datenausgang des Toggle-Flip-Flops ist mit einem ersten Eingang eines ersten logischen Gatters und über einen Inverter zu seinem ersten Eingang eines zweiten logischen Gatters sowie mit seinem Dateneingang gekoppelt . Das rückgekoppelte D- Toggle-Flip-Flop wirkt daher als Frequenzteiler, das die Fre- quenz des ersten Taktsignals halbiert. Alternativ dazu kann jede andere Schaltung verwendet werden, die ein Taktsignal mit halber Frequenz des Eingangstakts erzeugt.In a development of the invention, the synchronization device comprises a selection means or a selector, which is designed to generate the selection signal for selecting the respective other register device at each clock period of the first clock signal. The selection signal is formed in such a way that it alternately selects between the two register devices. The frequency of the selection signal corresponds to half the frequency of the first clock signal. The selection means or the selector preferably comprises a D-toggle flip-flop clocked with the first clock signal. The data output of the toggle flip-flop is coupled to a first input of a first logic gate and via an inverter to its first input of a second logic gate and to its data input. The feedback D-toggle flip-flop therefore acts as a frequency divider, which the fre- frequency of the first clock signal halved. Alternatively, any other circuit that generates a clock signal at half the frequency of the input clock can be used.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist ein jeweils zweiter Eingang des ersten und des zweiten logischen Gatters an den ersten Takteingang gekoppelt und der Ausgang des ersten logischen Gatters zur Abgabe des Auswahlsignals mit dem Auswähleingang der ersten Registereinrichtung verbunden. Der Ausgang des zweiten logischen Gatters ist mit dem Auswahleingang der zweiten Registereinrichtung gekoppelt. Durch diese logische Verschaltung liegt am Auswähleingang der ersten und der zweiten Registereinrichtung jeweils ein Takt- signal mit der halben Frequenz des ersten Taktsignals an. Die an den Auswahleingängen der Registereinrichtungen anliegenden Signale sind zueinander um 90° phasenverschoben. So kann in einfacher Weise ein Auswahlsignal erzeugt werden, das zudem als Taktsignal für die erste und zweite Registereinrichtung benutzbar ist, welche in alternierender Form jeweils ein Datenwort am Synchronisationseingang der Synchronisationseinrichtung einlesen.In an expedient development of the invention, a second input of the first and the second logic gate is coupled to the first clock input and the output of the first logic gate is connected to the selection input of the first register device in order to emit the selection signal. The output of the second logic gate is coupled to the selection input of the second register device. As a result of this logic interconnection, a clock signal with half the frequency of the first clock signal is present at the selection input of the first and the second register device. The signals applied to the selection inputs of the register devices are 90 ° out of phase with one another. In this way, a selection signal can be generated in a simple manner, which can also be used as a clock signal for the first and second register devices, which in each case read in a data word at the synchronization input of the synchronization device in alternating form.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfasst die Synchronisationseinrichtung eine mit dem zweiten Taktsignal getaktete Abtastvorrichtung. Die Abtastvorrichtung ist für eine Detektion einer Änderung des Selektionssignals und zur Abgabe des Stellsignals an das Auswahlmittel ausgebildet. Das Stellsignal ist dabei so geschaltet, dass es den Ausgang der durch das Selektionssignal ausgewählten Registereinrichtung mit dem Datenausgang der Schnittstellenvorrichtung verbindet. Eine solche Ausbildung ist besonders vorteilhaft, da die Abtastvorrichtung somit über das Selektionssignal die Registerein- richtung detektiert, die das nächste zu synchronisierende Datenwort gespeichert hat.In another development of the invention, the synchronization device comprises a scanning device clocked with the second clock signal. The scanning device is designed to detect a change in the selection signal and to deliver the actuating signal to the selection means. The control signal is switched so that it connects the output of the register device selected by the selection signal with the data output of the interface device. Such a design is particularly advantageous since the scanning device thus uses the selection signal to register the direction detected, which has saved the next data word to be synchronized.
Sobald eine Änderung registriert ist, die eine neue Registereinrichtung anzeigt, wird das Stellsignal an das Auswahlmittel abgegeben. Die Synchronisationseinrichtung ist so ausgebildet, dass der Datenausgang der ausgewählten Registereinrichtung auf den Datenausgang der Synchronisationseinrichtung geschaltet wird. So ist sichergestellt, dass die Registereinrichtung erst dann auf den Ausgang der Synchronisationseinrichtung geschaltet ist, wenn von der Registereinrichtung ein gültiges Datenwort abgegeben wird.As soon as a change is registered that indicates a new register device, the control signal is sent to the selection means. The synchronization device is designed such that the data output of the selected register device is switched to the data output of the synchronization device. This ensures that the register device is only switched to the output of the synchronization device when a valid data word is emitted by the register device.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Ab- tastvorrichtung zur Detektion einer Änderung eine erste und zumindest eine zweite Flip-Flop-Schaltung. An den Dateneingängen der ersten und der zumindest einen zweiten Flip-Flop- Schaltung ist das Selektionssignal zuführbar. Ein Takteingang der ersten Flip-Flop-Schaltung ist an den zweiten Takteingang und ein Takteingang der zumindest einen zweiten Flip-Flop- Schaltung ist über zumindest ein erstes Verzögerungsglied an den zweiten Takteingang angeschlossen. Das Verzögerungsglied ist dabei für eine zeitliche Verzögerung des zweiten Taktsignals ausgebildet. Durch die Ausbildung mit zumindest zwei Flip-Flop-Schaltungen, deren Taktsignaleingänge an den zweiten Takteingang angeschlossen sind, ist somit eine Detektion des Zeitpunktes einer Signaländerung des Selektionssignals möglich. Dies ergibt Aufschluss über die Registereinrichtung, die das nächste abzugebende Datenwort enthält .In another advantageous embodiment, the scanning device for detecting a change comprises a first and at least a second flip-flop circuit. The selection signal can be fed to the data inputs of the first and the at least one second flip-flop circuit. A clock input of the first flip-flop circuit is connected to the second clock input and a clock input of the at least one second flip-flop circuit is connected to the second clock input via at least one first delay element. The delay element is designed for a time delay of the second clock signal. The formation with at least two flip-flop circuits, the clock signal inputs of which are connected to the second clock input, makes it possible to detect the time of a signal change in the selection signal. This provides information about the register device which contains the next data word to be output.
Es ist zudem zweckmäßig, wenn die Abtastvorrichtung eine dritte Flip-Flop-Schaltung enthält, deren Takteingang über ein zweites Verzögerungsglied mit dem zweiten Takteingang ge- koppelt ist. Der Dateneingang der dritten Flip-Flop-Schaltung ist über zumindest ein Logikgatter an die Datenausgänge der ersten und der zumindest einen zweiten Flip-Flop-Schaltung angeschlossen. Die Logikschaltung ist dabei zur Auswertung der zeitlichen Detektion einer Änderung des Selektionssignals durch die erste und die zumindest eine zweite Flip-Flop- Schaltung ausgebildet. Der Datenausgang der dritten Flip- Flop-Schaltung ist bevorzugt mit dem Stelleingang des Auswahlmittels gekoppelt. Somit ist an dem Datenausgang der dritten Flip-Flop-Schaltung das Stellsignal der Synchronisationseinrichtung abgreifbar.It is also expedient if the scanning device contains a third flip-flop circuit whose clock input is connected to the second clock input via a second delay element. is coupled. The data input of the third flip-flop circuit is connected to the data outputs of the first and the at least one second flip-flop circuit via at least one logic gate. The logic circuit is designed to evaluate the temporal detection of a change in the selection signal by the first and the at least one second flip-flop circuit. The data output of the third flip-flop circuit is preferably coupled to the control input of the selection means. The control signal of the synchronization device can thus be tapped at the data output of the third flip-flop circuit.
Das Verfahren zur Synchronisation eines Datenwortes umfasst neben einem Bereitstellen einer ersten Registereinrichtung und einer zweiten Registereinrichtung für ein vom ersten Schaltungsblock abgegebenes Datenwort ein Auswählen einer der beiden Registereinrichtungen durch ein Selektionssignal . Der Wert des Selektionssignals ist je einem der Registereinrichtungen zugeordnet. Weiterhin wird ein vom ersten Schaltungsblock abgegebenes Datenwort in die ausgewählte Registereinrichtung mit einer steigenden Taktflanke eines ersten Taktsignals übernommen. Das Selektionssignal wird durch Auswerten des zeitlichen Verhaltens des Selektionssignals mit einem zweiten Taktsignal detektiert. Dadurch wird detektiert, welche der beiden Registereinrichtungen zur Übernahme des vom Schaltungsblock abgegebenen Datenworts ausgewählt wurde . Das übernommene Datenwort wird an den zweiten Schaltungsblock nach einer solchen Detektion bei einer steigenden Taktflanke des zweiten Taktsignals abgegeben. Erfindungsgemäß wird somit die Synchronisation auf eine Detektion eines Pegelübergangs im Selektionssignal konzentriert. Diese Detektion erfolgt durch die zeitliche Auswertung eines Vergleichs des Selektionssignals mit dem zweiten Taktsignal. Es sind daher nur zwei Registereinrichtungen für die Synchronisation notwendig, in die das zu synchronisierende Datenwort abwechselnd übernommen wird. Sobald sichergestellt ist, dass die Registereinrichtung das am Eingang der Schnittstellenvorrichtung anliegende Datenwort übernommen hat, wird dieses mit dem Takt des zweiten Taktsignals am Datenausgang abgegeben.In addition to providing a first register device and a second register device for a data word output by the first circuit block, the method for synchronizing a data word comprises selecting one of the two register devices by means of a selection signal. The value of the selection signal is assigned to one of the register devices. Furthermore, a data word output by the first circuit block is transferred to the selected register device with a rising clock edge of a first clock signal. The selection signal is detected by evaluating the time behavior of the selection signal with a second clock signal. This detects which of the two register devices was selected to take over the data word output by the circuit block. After such a detection, the adopted data word is delivered to the second circuit block on a rising clock edge of the second clock signal. According to the invention, the synchronization is thus concentrated on detection of a level transition in the selection signal. This detection is carried out by evaluating the comparison of the selection signal with the second clock signal over time. Therefore, only two register devices are necessary for the synchronization, in which the data word to be synchronized is alternately adopted. As soon as it is ensured that the register device has taken over the data word present at the input of the interface device, this is output at the data output with the clock of the second clock signal.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Selektionssignal mit einem ersten und einem zweiten logischen Pegel erzeugt wird. Der erste und der zweite logische Pegel wird mit jeder Taktperiode des ersten Taktsignals invertiert, wobei jedem logischen Pegel eine der beiden Registereinrichtungen zugeordnet ist. Das Selektionssignal ist daher ein Signal, das seinen Pegel mit jeder Periode des ersten Taktsignals invertiert. In bevorzugter Ausführungsform wird das Selektionssignal aus dem ersten Taktsignal durch eine Halbierung des ersten Taktsignals erzeugt. Der logisch hohe Pegel wird dabei der ersten Registereinrichtung zugeordnet, der logisch niedrige Pegel der zweiten Registereinrichtung. Das Selektionssignal kann so bevorzugt direkt für die Erzeugung eines Taktsignals für die Registereinrichtungen verwendet werden.In this context, it is advantageous if the selection signal is generated with a first and a second logic level. The first and the second logic level are inverted with each clock period of the first clock signal, one of the two register devices being assigned to each logic level. The selection signal is therefore a signal that inverts its level with each period of the first clock signal. In a preferred embodiment, the selection signal is generated from the first clock signal by halving the first clock signal. The logically high level is assigned to the first register device, the logically low level to the second register device. The selection signal can thus preferably be used directly for generating a clock signal for the register devices.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist dafür ein Phasenversatz einer halben Taktperiode des ersten Taktsignals für die jeweiligen Auswahlsignale am Takteingang der ersten und zweiten Registereinrichtung vorgesehen. Diese Signale können bevorzugt durch ein Anlegen des Selektionssignals und des ersten Taktsignals an ein erstes logisches Gatter sowie ein Invertieren des Selektionssignals und Anlegen des invertierten Selektionssignals und des ersten Taktsignals an ein zweites logisches Gatter erzeugt werden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird ein drittes und ein viertes Taktsignal mit einem Tastverhältnis von 3 : 1 erzeugt, wobei das dritte Taktsignal ein Phasenversatz von einer halben Taktperiode zu dem vierten Taktsignal aufweist. Das dritte Taktsignal wird dem Takteingang der ersten Registereinrichtung und das vierte Taktsignal dem Taktsignal der zweiten Registereinrichtung zugeführt. Bei einer steigenden Taktflanke am Takteingang übernehmen somit die Registereinrichtungen ein von dem ersten Schaltungsblock abgegebenes Datenwort .In an expedient embodiment, a phase offset of half a clock period of the first clock signal for the respective selection signals is provided at the clock input of the first and second register devices. These signals can preferably be generated by applying the selection signal and the first clock signal to a first logic gate and inverting the selection signal and applying the inverted selection signal and the first clock signal to a second logic gate. In another preferred embodiment, a third and a fourth clock signal with a pulse duty factor of 3: 1 are generated, the third clock signal having a phase shift of half a clock period from the fourth clock signal. The third clock signal is fed to the clock input of the first register device and the fourth clock signal to the clock signal of the second register device. With a rising clock edge at the clock input, the register devices thus take over a data word output by the first circuit block.
Das Detektieren des Selektionssignals erfolgt bevorzugt durch Detektieren einer Taktflanke des Selektionssignals mittels einer logischen Auswertung. Die genaue zeitliche Detektion erfolgt dabei über ein Verzögern des zweiten Taktsignals und anschließendes Zuführen des zweiten verzögerten Taktsignals an einen Takteingang einer Flip-Flop-Schaltung. Abhängig von der Verzögerung wird der Datenausgang der Flip-Flop-Schaltung erst dann umgeschaltet, wenn ein Pegelübergang im Selektions- signal erfolgt ist. Die Ausgangssignale des Datenausgangs der Flip-Flop-Schaltungen werden in der Logikschaltung ausgewertet und daraus der Zeitpunkt bestimmt, an dem das in der Registriereinrichtung abgelegte Datenwort an den Ausgang der Synchronisationseinrichtung übernommen werden kann.The selection signal is preferably detected by detecting a clock edge of the selection signal by means of a logical evaluation. The exact time detection takes place by delaying the second clock signal and then feeding the second delayed clock signal to a clock input of a flip-flop circuit. Depending on the delay, the data output of the flip-flop circuit is only switched when there is a level transition in the selection signal. The output signals of the data output of the flip-flop circuits are evaluated in the logic circuit and from this the time is determined at which the data word stored in the registration device can be transferred to the output of the synchronization device.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen unter Zuhilfenahme der Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:In the following, the invention is explained in detail on the basis of exemplary embodiments with the aid of the drawings. Show it:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 2 ein detailliertes Blockschaltbild einer Schnittstellenvorrichtung,FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention, FIG. 2 shows a detailed block diagram of an interface device,
Figur 3 eine bekannte Schnittstellenvorrichtung,FIG. 3 shows a known interface device,
Figur 4 ein Zeitdiagramm mit ausgewählten Signalen innerhalb der Schnittstellenvorrichtung.Figure 4 is a timing diagram with selected signals within the interface device.
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm mit der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung. Eine Schnittstelle wird benötigt, wenn Daten zwischen unterschiedlichen Blöcken ausgetauscht werden, wobei die Schaltungsblöcke mit je einem eigenen Taktsignal getaktet sind. Das Taktsignal für den ersten Schaltungsblock wie auch für den zweiten Schaltungsblock besitzen die gleiche Frequenz, jedoch ist ihre Phasenlage zueinander unterschiedlich. Sie kann zudem durch Jitter bzw. natürliche Schwankungen verändert werden. Die Schnittstellenvorrichtung erlaubt den synchronen Austausch von Daten zwischen den Schaltungsblöcken. Unter dem Begriff synchron ist hier die zeitlich korrekte Abgabe des am Eingang der Schnittstellenvorrichtung vorliegenden Datenworts an ihrem Ausgang gemeint, wenn der zweite Schaltungsblock dieses bereit ist zu übernehmen. Der "synchrone" Austausch stellt so sicher, dass das auszutauschende korrekte Datenwort mit einer Taktflanke des zweiten Taktsignals vom zweiten Schaltungsblock übernommen wird.FIG. 1 shows a schematic block diagram with the interface device according to the invention. An interface is required when data is exchanged between different blocks, the circuit blocks being clocked with their own clock signal. The clock signal for the first circuit block as well as for the second circuit block have the same frequency, but their phase relationship to one another is different. It can also be changed by jitter or natural fluctuations. The interface device allows the synchronous exchange of data between the circuit blocks. The term synchronous here means the correct delivery of the data word present at the input of the interface device at its output when the second circuit block is ready to take it over. The "synchronous" exchange thus ensures that the correct data word to be exchanged is taken over by the second circuit block with a clock edge of the second clock signal.
Dazu ist eine erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung 4 zwischen dem Ausgang 11 eines ersten Schaltungsblocks 1 und dem Eingang 21 eines zweiten Schaltungsblocks 2 geschaltet. Die SchnittStellenvorrichtung 4 enthält einen Dateneingang 41 für das zu übertragende Datenwort, der mit dem Eingang 11 des ersten Schaltungsblocks verbunden ist, sowie einen Datenaus- gang 42 für die Abgabe eines Datenwortes, welcher an den Eingang 21 des zweiten Schaltungsblocks 2 angeschlossen ist. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung zwei Takteingänge 43 bzw. 44. Am ersten Takteingang 43 liegt ein Taktsignal Tl an, das auch das Taktsignal des ersten Schaltungsblocks 1 ist. Am zweiten Takteingang 44 liegt ein zweites Taktsignal T2 an, das ebenso als Taktsignal für den zweiten Schaltungsblock 2 verwendet wird. Die beiden Eingänge sind somit für Taktsignale des ersten bzw. zweiten Schaltungsblocks 1, 2 ausgebildet.For this purpose, an interface device 4 according to the invention is connected between the output 11 of a first circuit block 1 and the input 21 of a second circuit block 2. The interface device 4 contains a data input 41 for the data word to be transmitted, which is connected to the input 11 of the first circuit block, and a data output. gear 42 for the delivery of a data word, which is connected to the input 21 of the second circuit block 2. Furthermore, the interface device according to the invention comprises two clock inputs 43 and 44. A clock signal T1 is present at the first clock input 43, which is also the clock signal of the first circuit block 1. A second clock signal T2 is present at the second clock input 44 and is also used as a clock signal for the second circuit block 2. The two inputs are thus designed for clock signals of the first and second circuit blocks 1, 2.
Der Dateneingang 41 ist jeweils mit einer ersten Registereinrichtung 6 und einer dazu parallel geschalteten Registereinrichtung 7 verbunden. Die beiden Registereinrichtungen 6 und 7 speichern ein am Dateneingang 41 anliegendes Datenwort DW zwischen und geben dies jeweils an ihrem Ausgang ab. Die Speicherung und die Abgabe des Datenwortes wird über je einen Stelleingang 61 bzw. 71 für die Registereinrichtungen 6 bzw.The data input 41 is connected to a first register device 6 and a register device 7 connected in parallel thereto. The two register devices 6 and 7 temporarily store a data word DW applied to the data input 41 and each output this at their output. The storage and the delivery of the data word is done via a control input 61 or 71 for the register devices 6 or
7 gesteuert . Die Ausgänge der Registereinrichtungen 6 und 7 sind an eine Multiplexereinheit 8 angeschlossen. Die Einheit7 controlled. The outputs of the register devices 6 and 7 are connected to a multiplexer unit 8. The unit
8 stellt einen Schalter dar, der abhängig von einem Steuersignal an seinem Steuereingang 81 einen seinen beiden Eingänge 82 bzw. 83 mit seinem Ausgang 84 verbindet. Der Ausgang 84 der Multiplexereinheit 8 ist an den Datenausgang 42 der SchnittStellenvorrichtung 4 angeschlossen.8 shows a switch which, depending on a control signal at its control input 81, connects one of its two inputs 82 and 83 to its output 84. The output 84 of the multiplexer unit 8 is connected to the data output 42 of the interface device 4.
Die Schnittstellenvorrichtung 4 umfasst weiterhin ein Synchronisationsmittel bzw. eine Synchronisationseinrichtung 5. Das Synchronisationsmittel 5 weist zwei Eingänge 51 und 52 auf. Der erste Eingang 51 ist mit dem ersten Takteingang 43 und der zweite Eingang 52 mit dem zweiten Takteingang 44 verbunden. Die Einrichtung 5 enthält ein Auswahl- oder Selektionsmittel bzw. Selektor 56. Das Selektionsmittel 56 erzeugt aus dem Taktsignal am Eingang 43 ein Selektionssignal. Das Selektionssignal wird als Auswahlsignal entweder am Ausgang 53 bzw. 54 abgegeben. Über das Signal selektiert das Selektionsmittel 56 die Registereinrichtung 6 bzw. 7, so dass die ausgewählte Registereinrichtung das nächste am Dateneingang 41 anliegende Datenwort DW zwischenspeichert.The interface device 4 further comprises a synchronization means or a synchronization device 5. The synchronization means 5 has two inputs 51 and 52. The first input 51 is connected to the first clock input 43 and the second input 52 to the second clock input 44. The device 5 contains a selection or selection means or selector 56. The selection means 56 generates a selection signal from the clock signal at input 43. The selection signal is output as a selection signal either at the output 53 or 54. The selection means 56 selects the register device 6 or 7 via the signal, so that the selected register device buffers the next data word DW present at the data input 41.
Beispielsweise erzeugt das Selektionsmittel 56 ein Auswahl- signal und gibt dieses am Datenausgang 53 ab. Mit der nächsten steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals am Takteingang 43 wird das Auswahlsignal am Ausgang 53 abgegeben. Die steigende Taktflanke des ersten Taktsignals bewirkt zudem, dass am Dateneingang 41 ein vom Schaltungsblock 1 abgegebenes Datenwort DW anliegt. Durch das Auswahlsignal am Ausgang 53 wird die Registereinrichtung 6 angesteuert, so dass sie das am Dateneingang 41 anliegende Datenwort DW zwischenspeichert. Mit der nächsten steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals am Takteingang 43 erzeugt das Selektionsmittel ein Auswahl- signal am Ausgang 54, so dass die Registereinrichtung 7 angesteuert wird. Da mit dieser Taktflanke ein neues Datenwort am Dateneingang 41 anliegt, wird dieses nun in die Registereinrichtung 7 übernommen.For example, the selection means 56 generates a selection signal and outputs it at the data output 53. With the next rising clock edge of the first clock signal at clock input 43, the selection signal is output at output 53. The rising clock edge of the first clock signal also causes a data word DW output by circuit block 1 to be present at data input 41. The register device 6 is controlled by the selection signal at the output 53, so that it temporarily stores the data word DW present at the data input 41. With the next rising clock edge of the first clock signal at clock input 43, the selection means generates a selection signal at output 54, so that register device 7 is activated. Since a new data word is present at the data input 41 with this clock edge, this is now transferred to the register device 7.
Gleichzeitig gibt das Auswahl- bzw. Selektionsmittel 56 das Selektionssignal an eine Abtastvorrichtung 57 ab. Die Abtastvorrichtung ist mit dem zweiten Eingang 52 und damit mit dem zweiten Takteingang 44 für das zweite Taktsignal verbunden. Die Abtastvorrichtung 57 ist so ausgebildet, dass sie anhand des Selektionssignals erkennt, in welcher Registereinrichtung 6 bzw. 7 das am Dateneingang 41 anliegende Datenwort DW gespeichert wird. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass ein Übergang eines Pegels vom Selektionssignal von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel stattfindet, wobei der Übergang den Zeitpunkt für eine Übernahme des Datenwortes in die entsprechend ausgewählte Registereinrichtung anzeigt . Sobald die Abtastvorrichtung 57 somit einen Übergang registriert, wird am Datenausgang der ausgewählten Registereinrichtung das ü- bernommene Datenwort abgegeben. Ab diesem Zeitpunkt kann daher das Datenwort an den Datenausgang 42 der Schnittstellenvorrichtung 4 weitergereicht werden.At the same time, the selection or selection means 56 outputs the selection signal to a scanning device 57. The scanning device is connected to the second input 52 and thus to the second clock input 44 for the second clock signal. The scanning device 57 is designed such that it uses the selection signal to recognize in which register device 6 or 7 the data word DW present at the data input 41 is stored. This takes place, for example, in that a transition of a level from the selection signal takes place from a first level to a second level, the transition indicates the point in time for a transfer of the data word into the correspondingly selected register device. As soon as the scanning device 57 thus registers a transition, the adopted data word is output at the data output of the selected register device. From this point in time, the data word can therefore be passed on to the data output 42 of the interface device 4.
Dazu erzeugt die Abtastvorrichtung 57 aus dem zweiten Takt- signal am zweiten Takteingang 44 und dem Übergang des Auswahlsignals ein Stellsignal MUX am Stellausgang 55. Der Stellausgang 55 ist an den Stelleingang 81 des Datenmultiple- xers 8 angeschlossen. Der Multiplexer 8 schaltet so in Abhängigkeit des Stellsignals MUX am Eingang 81 immer zu dem Zeitpunkt, an dem sichergestellt ist, dass am entsprechenden Eingang 82 bzw. 83 ein gültiges Datenwort anliegt. Durch das Selektionsmittel 56 und die Abtastvorrichtung 57 wird eine Phasenverschiebung der beiden Taktsignale gegeneinander in positiver als auch in negativer Richtung registriert und das Umschalten der Multiplexereinheit 8 so gesteuert, dass die am Dateneingang 41 der Synchronisationsschaltung 4 anliegenden Datenworte takt- und phasensynchron zu dem zweiten Taktsignal am zweiten Takteingang 44 am Datenausgang 42 der SchnittStellenvorrichtung 4 abgegeben werden. Dadurch erfolgt ein Datenaustausch synchron zu den Takten der beiden Schaltungsblöcke 1 und 2.For this purpose, the scanning device 57 generates a control signal MUX at the control output 55 from the second clock signal at the second clock input 44 and the transition of the selection signal. The control output 55 is connected to the control input 81 of the data multiplexer 8. The multiplexer 8 thus switches depending on the control signal MUX at the input 81 at the point in time at which it is ensured that a valid data word is present at the corresponding input 82 or 83. The selection means 56 and the scanning device 57 register a phase shift of the two clock signals relative to one another in the positive as well as in the negative direction and the switching of the multiplexer unit 8 is controlled in such a way that the data words present at the data input 41 of the synchronization circuit 4 are clock and phase synchronized with the second clock signal are output at the second clock input 44 at the data output 42 of the interface device 4. As a result, data is exchanged synchronously with the clocks of the two circuit blocks 1 and 2.
Ein detailliertes Ausführungsbeispiel der Schnittstellenvorrichtung 4 zeigt Figur 2. Gleiche Bauelemente tragen dabei gleiche Bezugszeichen. Die in Figur 4 gezeigte erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung ist positiv Taktflanken gesteuert. Eine positive Taktflanke bezeichnet eine steigende Taktflanke, eine negative Taktflanke ist gleichbedeutend mit einer fallenden Taktflanke.A detailed embodiment of the interface device 4 is shown in FIG. 2. The same components have the same reference numerals. The interface device according to the invention shown in FIG. 4 is controlled with positive clock edges. A positive clock edge indicates a rising Clock edge, a negative clock edge is equivalent to a falling clock edge.
Die in Figur 2 gezeigte Schnittstellenvorrichtung ist zum synchronen Austausch eines Datenwortes aus mehreren parallelen Daten zwischen zwei Schaltungsblöcken ausgebildet . Im vorliegenden Beispiel bilden jeweils sechs parallele Daten ein Datenwort. Die hier dargestellte Schnittstellenvorrichtung lässt sich jedoch auch zur Synchronisation von Datenwörtern mit deutlich mehr parallelen Daten verwenden. Dazu ist lediglich die Anzahl der parallelen Flip-Flop-Schaltungen in den einzelnen Bauelementen des durch eine dicke Linie markierten Datenpfades zu erhöhen.The interface device shown in FIG. 2 is designed for the synchronous exchange of a data word from a plurality of parallel data between two circuit blocks. In the present example, six parallel data form a data word. However, the interface device shown here can also be used to synchronize data words with significantly more parallel data. To do this, simply increase the number of parallel flip-flop circuits in the individual components of the data path marked by a thick line.
Der Dateneingang 41 für das Datenwort DW ist an einen Eingang D einer Pufferschaltung 9 aus mehreren parallel geschalteten Flip-Flop-Schaltungen angeschlossen. Die Ausgänge der parallel geschalteten Flip-Flop-Schaltungen bilden den Ausgang Q des Datenpuffers 9 und sind jeweils an den Eingang D der Registereinrichtungen 6 und 7 angeschlossen. Die Registereinrichtungen 6 und 7, die auch als Registerbänke 6 und 7 bezeichnet werden, umfassen ebenfalls mehrere parallel geschaltete Flip-Flop-Schaltungen. Eine Flip-Flop-Schaltung ist dabei für die Speicherung eines Datums des Datenworts vorgesehen. Die Ausgänge Q der Registereinrichtungen 6 und 7 sind mit einer Multiplexereinheit mit den Eingängen 82 bzw. 83 verbunden.The data input 41 for the data word DW is connected to an input D of a buffer circuit 9 comprising a plurality of flip-flop circuits connected in parallel. The outputs of the flip-flop circuits connected in parallel form the output Q of the data buffer 9 and are each connected to the input D of the register devices 6 and 7. The register devices 6 and 7, which are also referred to as register banks 6 and 7, also comprise a plurality of flip-flop circuits connected in parallel. A flip-flop circuit is provided for storing a date of the data word. The outputs Q of the register devices 6 and 7 are connected to the inputs 82 and 83 by a multiplexer unit.
Der Ausgang 84 der Multiplexereinheit 8 ist wiederum an einen Dateneingang D einer zweiten Pufferschaltung 9A angeschlossen. Die Pufferschaltung 9A umfasst wie die Pufferschaltung 9 die gleiche Anzahl an parallel geschalteten Flip-Flops, die an ihren jeweiligen Ausgängen Q ihre Daten an den Datenaus- gang 42 abgeben. Der Eingangspuffer 9 wie auch der Ausgangspuffer 9A sind optionale Bestandteile der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung 4, die eine zusätzliche Sicherheit in der Bereitstellung der Daten ermöglichen. Durch die beiden Pufferschaltungen wird ein Schreib- bzw. Lesefehler in den Registereinrichtungen verhindert .The output 84 of the multiplexer unit 8 is in turn connected to a data input D of a second buffer circuit 9A. The buffer circuit 9A, like the buffer circuit 9, comprises the same number of flip-flops connected in parallel which transmit their data to the data outputs at their respective outputs Q. deliver gear 42. The input buffer 9 as well as the output buffer 9A are optional components of the interface device 4 according to the invention, which enable additional security in the provision of the data. A write or read error in the register devices is prevented by the two buffer circuits.
Der Taktsignaleingang der Pufferschaltung 9 ist über einen Inverter 561 an den ersten Takteingang 43 für das erste Takt- signal Tl angeschlossen. Bei einer fallenden oder negativen Taktflanke des ersten Taktsignals Tl liest die Pufferschaltung 9 ein am Eingang 41 anliegendes Datenwort und gibt dieses an ihren Datenausgang Q wieder ab.The clock signal input of the buffer circuit 9 is connected via an inverter 561 to the first clock input 43 for the first clock signal T1. In the event of a falling or negative clock edge of the first clock signal T1, the buffer circuit 9 reads a data word present at the input 41 and outputs it to its data output Q again.
Das mit dem Inverter 561 invertierte Taktsignal Tl wird außerdem einem Taktsignaleingang eines D-Toggle-Flip-Flops 60 zugeführt. Der Dateneingang D des D-Toggle-Flip-Flops 60 ist dabei über einen Inverter 601 an den Datenausgang Q des D- Toggle-Flip-Flops 60 angeschlossen. Der Ausgang des D-Toggle- Flip-Flops 60 ist an seinen Eingang rückgekoppelt und invertiert so bei jeder fallenden Taktflanke des ersten Taktsignals Tl seinen Ausgang Q. Es wirkt daher auch als Frequenzteiler. Das an seinem Ausgang abgegebene Signal ist das Selektionssignal SEL für die Auswahl der Registereinrichtung 6 oder 7, die als nächstes ein Datenwort übernimmt.The clock signal T1 inverted with the inverter 561 is also fed to a clock signal input of a D-toggle flip-flop 60. The data input D of the D-toggle flip-flop 60 is connected to the data output Q of the D-toggle flip-flop 60 via an inverter 601. The output of the D toggle flip-flop 60 is fed back to its input and thus inverts its output Q on each falling clock edge of the first clock signal T1. It therefore also acts as a frequency divider. The signal emitted at its output is the selection signal SEL for the selection of the register device 6 or 7, which next takes over a data word.
Der Ausgang Q des D-Toggle-Flip-Flops 60' ist weiterhin an einen ersten Eingang eines logischen UND-Gatters 607 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit dem ersten Takteingang 43 verbunden ist. Der Dateneingang des D-Toggle-Flip-Flops 60, der an den Ausgang des Inverters 601 angeschlossen ist, ist zudem auch mit einem ersten Eingang eines zweiten logischen UND-Gatters 606 verbunden. Der zweite Eingang des logi- sehen UND-Gatters 606 ist an den ersten Takteingang 43 angeschlossen. Die Ausgänge der logischen UND-Gatter 606 bzw. 607 führen zu jeweils einem Inverter 605 bzw. 604. Der Ausgang des Inverters 605 bildet den Ausgang 53 für das Auswahlsignal R0. Der Ausgang des Inverters 604 bildet den Ausgang 54 für das Signal Rl und ist an den Taktsignaleingang der Registereinrichtung 7 angeschlossen. Das Auswahlsignal R0 wie auch das Auswahlsignal Rl bilden somit ein Taktsignal für die Registereinrichtung 6 und 7. Bei einer steigenden oder positiven Taktflanke der jeweiligen Ausgangssignale R0 bzw. Rl ü- bernehmen diese ein an ihrem Dateneingang D anliegendes Datenwort DW in ihren Zwischenspeicher und geben dies am Ausgang Q ab. Die Takteingänge der beiden Registereinrichtungen 6 bzw. 7 stellen somit die beiden Auswahleingänge 61 bzw. 71 gemäß Figur 1 dar. Das Flip-Flop 60 und die logischen Gatter 606 und 607 bilden das Auswahl- bzw. Selektionsmittel 56.The output Q of the D toggle flip-flop 60 ' is also connected to a first input of a logic AND gate 607, the second input of which is connected to the first clock input 43. The data input of the D toggle flip-flop 60, which is connected to the output of the inverter 601, is also connected to a first input of a second logic AND gate 606. The second input of the logi- see AND gate 606 is connected to the first clock input 43. The outputs of the logical AND gates 606 and 607 lead to an inverter 605 and 604, respectively. The output of the inverter 605 forms the output 53 for the selection signal R0. The output of the inverter 604 forms the output 54 for the signal R1 and is connected to the clock signal input of the register device 7. The selection signal R0 as well as the selection signal Rl thus form a clock signal for the register devices 6 and 7. In the event of a rising or positive clock edge of the respective output signals R0 or Rl, these take over a data word DW applied to their data input D into their buffer and give this at the Q output. The clock inputs of the two register devices 6 and 7 thus represent the two selection inputs 61 and 71 according to FIG. 1. The flip-flop 60 and the logic gates 606 and 607 form the selection or selection means 56.
Die Logikgatter 606 und 607 erzeugen aus dem Selektionssignal SEL und dem ersten Taktsignal Tl die AuswahlSignale R0 und Rl, welche jeweils ein Tastverhältnis von 1:3 aufweisen. Die Taktperiode der beiden Signale R0 und Rl ist doppelt so groß wie die Taktperiode des ersten Taktsignals Tl. Zusätzlich sind die beiden Signale R0 und Rl zueinander um jeweils eine halbe Periode ihres Taktes phasenverschoben. Dadurch übernimmt die erste Registereinrichtung 6 bei einer steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals Tl das an ihrem Dateneingang anliegende Datenwort und gibt dieses am Ausgang Q ab. Bei der nächsten steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals Tl übernimmt die zweite Registereinrichtung 7 das an ihrem Dateneingang D anliegende Datenwort DW. Somit wird immer abwechselnd bei jeder Taktperiode das am Eingang anliegende Datenwort von der Registereinrichtung 6 bzw. 7 übernommen und an ihren jeweiligen Ausgang weitergereicht. Die Information, in welche der beiden Registereinrichtungen 6 bzw. 7 das Datenwort als nächstes übernommen wird, ist wichtig für den synchronen Datenaustausch. Dazu dient die Flip- Flop-Schaltung 61, die mit ihrem. Dateneingang an den Datenausgang Q des Toggle-Flip-Flops 60 angeschlossen ist. Der Takteingang des Flip-Flops 61 ist mit dem ersten Takteingang verbunden. Mit jeder steigenden Taktflanke des ersten Takt- signals Tl wird so die Information, in welcher der beiden Registereinrichtungen 6 bzw. 7 gerade aktuelle Daten anliegen, an den Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 61 in Form des Selektionssignals SELλ weitergereicht. Die Flip-Flop-Schaltung 61 bildet gleichzeitig die Schnittstelle, die das erste Taktsignals Tl und das zweite Taktsignal T2> logisch verknüpft, um so den fehlerfreien Datenaustausch zu gewährleisten.The logic gates 606 and 607 generate the selection signals R0 and Rl from the selection signal SEL and the first clock signal Tl, each of which has a pulse duty factor of 1: 3. The clock period of the two signals R0 and Rl is twice as large as the clock period of the first clock signal Tl. In addition, the two signals R0 and Rl are out of phase with each other by half a period of their clock. As a result, the first register device 6 takes over the data word present at its data input on a rising clock edge of the first clock signal T1 and outputs it at the output Q. On the next rising clock edge of the first clock signal T1, the second register device 7 takes over the data word DW present at its data input D. Thus, the data word present at the input is always taken over alternately by the register device 6 or 7 at each clock period and passed on to its respective output. The information in which of the two register devices 6 and 7 the data word is next transferred is important for the synchronous data exchange. For this purpose, the flip-flop circuit 61 is used. Data input is connected to the data output Q of the toggle flip-flop 60. The clock input of the flip-flop 61 is connected to the first clock input. With each rising clock edge of the first clock signal T1, the information in which of the two register devices 6 and 7 are currently present is passed on to the output Q of the flip-flop circuit 61 in the form of the selection signal SEL λ . The flip-flop circuit 61 simultaneously forms the interface which logically combines the first clock signal T1 and the second clock signal T2> in order to ensure error-free data exchange.
Nun soll der Auswahlschalter 8 so geschaltet werden, dass er die Registereinrichtung, an der neue Daten anliegen, mit der Pufferschaltung 9A verbindet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass dies mit der steigenden Flanke des Ausgangstaktes T2 erfolgt, so dass die am Dateneingang D der Pufferschaltung 9A .anliegenden Daten synchron mit der fallenden Ausgangsflanke des zweiten Taktsignals in die PufferSchaltung 9A übernommen und am Datenausgang 42 der Schnittstellenvorrichtung 4 abgegeben werden können.The selection switch 8 is now to be switched so that it connects the register device, to which new data are present, to the buffer circuit 9A. In the exemplary embodiment shown, it is provided that this takes place with the rising edge of the output clock T2, so that the data present at the data input D of the buffer circuit 9A are transferred to the buffer circuit 9A in synchronism with the falling output edge of the second clock signal and at the data output 42 of the interface device 4 can be delivered.
Dazu ist der Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 61 mit jeweils einem Dateneingang eines ersten, zweiten und dritten Abtast- Flip-Flops 63, 64, 65 verbunden. Der Taktsignaleingang des ersten Abtast-Flip-Flops 63 ist an den zweiten Takteingang 44 der erfindungsgemäßen SchnittStellenvorrichtung angeschlossen. Der Taktsignaleingang des zweiten Abtast-Flip-Flops 64 ist über ein Verzögerungsglied 71 mit dem zweiten Takteingang verbunden. Der Takteingang für das dritte Abtast-Flip-Flop 65 ist seinerseits über das Verzögerungsglied 72 und das Verzögerungsglied 71 an den zweiten Takteingang 44 gekoppelt. Durch die beiden Verzögerungsglieder 71 und 72 wird das zweite Taktsignal T2 verzögert und gelangt zu unterschiedlichen Zeiten an die Takteingänge der Abtast-Flip-Flops 63, 64 bzw. 65. Eine Abtastung des Selektionssignals SELλ, welches vom Ausgang Q des Flip-Flops 61 abgegeben wird, wird zu drei verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt . Erfolgt während dieses Zeitraums ein Übergang im Selektiσnssignal SEL von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel oder umgekehrt, so wird dies von zumindest einem der drei Abtast-Flip-Flops 63, 64 bzw. 65 registriert.For this purpose, the output Q of the flip-flop circuit 61 is connected to a respective data input of a first, second and third sampling flip-flop 63, 64, 65. The clock signal input of the first sampling flip-flop 63 is connected to the second clock input 44 of the interface device according to the invention. The clock signal input of the second sampling flip-flop 64 is via a delay element 71 with the second clock input connected. The clock input for the third sampling flip-flop 65 is in turn coupled to the second clock input 44 via the delay element 72 and the delay element 71. The second clock signal T2 is delayed by the two delay elements 71 and 72 and reaches the clock inputs of the scanning flip-flops 63, 64 and 65 at different times. A sampling of the selection signal SEL λ , which is output from the output Q of the flip-flop 61 is delivered is carried out at three different times. If there is a transition in the selection signal SEL from a high level to a low level or vice versa during this period, this is registered by at least one of the three scanning flip-flops 63, 64 and 65.
Beispielsweise erfolgt ein Umschalten der Registereinrichtung 6 auf die Registereinrichtung 7 durch das Selektionssignal SEL. Dadurch wird mit einer steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals Tl das am Dateneingang 41 anliegende Datenwort DW in die Registerbank 7 übernommen und gleichzeitig eine positive Flanke des Selektionssignals SEL am Ausgang Q des Flip- Flops 61 erzeugt. Die positive Flanke am Ausgang des Flip- Flops 61 erfolgt beispielsweise zu einem Zeitpunkt, der geringfügig später ist als die steigende Taktflanke des zweiten Taktsignals T2. Dadurch registriert der erste Abtast-Flip- Flop 63 an seinem Dateneingang bei der steigenden Taktflanke des zweiten Taktsignals T2 noch einen niedrigen Pegel des Selektionssignals SEL' und gibt diesen invertiert an seinem Ausgang QN ab.For example, the register device 6 is switched to the register device 7 by the selection signal SEL. As a result, with a rising clock edge of the first clock signal T1, the data word DW present at the data input 41 is taken over into the register bank 7 and at the same time a positive edge of the selection signal SEL is generated at the output Q of the flip-flop 61. The positive edge at the output of the flip-flop 61 takes place, for example, at a point in time which is slightly later than the rising clock edge of the second clock signal T2. As a result, the first sampling flip-flop 63 registers a low level of the selection signal SEL 'at its data input on the rising clock edge of the second clock signal T2 and outputs it inverted at its output QN.
Durch das Verzögerungsglied 71 wird die steigende Taktflanke des zweiten Taktsignals T2 verzögert . Wechselt während dieser Verzögerungszeit das Selektionssignal SEL auf den anderen Pegel, so wird dies vom Abtast-Flip-Flop 64 und auch vom Ab- tast-Flip-Flop 65 registriert und ein entsprechend invertiertes Signal an ihren Ausgängen QN abgegeben. Dadurch wird angezeigt, dass nun die Registereinrichtung 7 das nächste Datenwort enthält und ihr Ausgang mit dem Ausgang 42 der Schnittstellenvorrichtung 4 zu koppeln ist.The rising clock edge of the second clock signal T2 is delayed by the delay element 71. If the selection signal SEL changes to the other level during this delay time, this is done by the scanning flip-flop 64 and also by the Tast flip-flop 65 registered and a correspondingly inverted signal emitted at their outputs QN. This indicates that the register device 7 now contains the next data word and that its output is to be coupled to the output 42 of the interface device 4.
Ein Umschalten der Registerbänke von Bank 6 auf Bank 7 ist durch eine positive Flanke im Selektionssignal SEL bzw. SELX gekennzeichnet, während ein Umschalten der Registereinrichtung von Einrichtung 7 auf Einrichtung 6 durch die entsprechend negative Flanke repräsentiert wird. Die Abtast-Flip- Flops 63, 64 bzw. 65 detektieren aufgrund der an ihren Takt- eingängen angeschlossenen Verzogerungsglieder diesen Übergang im Selektionssignal zu verschiedenen Zeitpunkten. Dabei kennzeichnen die logischen Pegel 0-0-1 bzw. 0-1-1 für die invertierenden Ausgänge QN der Abtast-Flip-Flops 63, 64 und 65 eine negative Taktflanke des Selektionssignals SEL und damit einen Übergang der Registriereinrichtung von 7 nach 6. Die Reihenfolge 1-0-0 und 1-1-0 der Ausgangspegel kennzeichnen einen positiven Übergang des Selektionssignals SEL' und damit einen Übergang der Registereinrichtung von 6 auf 7.Switching the register banks from bank 6 to bank 7 is characterized by a positive edge in the selection signal SEL or SEL X , while switching the register device from device 7 to device 6 is represented by the corresponding negative edge. The sampling flip-flops 63, 64 and 65 detect this transition in the selection signal at different times due to the delay elements connected to their clock inputs. The logic levels 0-0-1 and 0-1-1 for the inverting outputs QN of the scanning flip-flops 63, 64 and 65 identify a negative clock edge of the selection signal SEL and thus a transition of the registration device from 7 to 6. The order 1-0-0 and 1-1-0 of the output levels indicate a positive transition of the selection signal SEL 'and thus a transition of the register device from 6 to 7.
Der Ausgang des ersten Abtast-Flip-Flops 63 ist an einen Inverter 81 und an einen ersten Eingang eines Nicht-UND-Gatters 82 angeschlossen. Der invertierende Ausgang QN des Abtast- Flip-Flops 64 ist mit einem zweiten Eingang des Gatters 82 verbunden. Der invertierte Ausgang QN des Flip-Flops 65 ist an einen Inverter 83 sowie an einen dritten Eingang des Nicht-UND-Gatters 82 angeschlossen. Die Ausgänge der Inverter 81 und 83 sind mit den Eingängen eines Nicht-UND-Gatters 84 verbunden. Der Ausgang des Nicht-UND-Gatters 82 ist an den ersten Eingang eines Nicht-UND-Gatters 85 angeschlossen. Die Ausgänge der beiden Nicht-UND-Gatter 84 und 85 sind mit einem weiteren Nicht-UND-Gatter 86 verbunden. Dessen Ausgang ist an einen Dateneingang einer Selektions-Flip-Flop-Schaltung 90 angeschlossen.The output of the first sampling flip-flop 63 is connected to an inverter 81 and to a first input of a NAND gate 82. The inverting output QN of the scan flip-flop 64 is connected to a second input of the gate 82. The inverted output QN of the flip-flop 65 is connected to an inverter 83 and to a third input of the NAND gate 82. The outputs of the inverters 81 and 83 are connected to the inputs of a NAND gate 84. The output of the NAND gate 82 is connected to the first input of a NAND gate 85. The outputs of the two NAND gates 84 and 85 are one another NAND gate 86 connected. Its output is connected to a data input of a selection flip-flop circuit 90.
Der Takteingang der Selektions-Flip-Flop-Schaltung 90 ist ü- ber ein weiteres Verzögerungsglied 73 mit dem zweiten Verzögerungsglied 72 verbunden. Der invertierte Ausgang QN des Selektions-Flip-Flops 90 ist an den zweiten Eingang des logischen Nicht-UND-Gatters 85 rückgeführt. Zudem ist er über einen Inverter 91, welcher den Ausgang 55 für das Stellsignal MUX bildet, an den Stelleingang 81 des Auswahlmittels 8 angeschlossen. Die komplette Logikschaltung aus den logischen Gattern 81 bis 86 sowie des Selektions-Flip-Flops 90 erzeugt aus den von den Abtast-Flip-Flops abgegebenen Informationsdaten das Stellsignal MUX.The clock input of the selection flip-flop circuit 90 is connected to the second delay element 72 via a further delay element 73. The inverted output QN of the selection flip-flop 90 is fed back to the second input of the logic NAND gate 85. In addition, it is connected to the control input 81 of the selection means 8 via an inverter 91, which forms the output 55 for the control signal MUX. The complete logic circuit comprising the logic gates 81 to 86 and the selection flip-flop 90 generates the actuating signal MUX from the information data output by the scanning flip-flops.
Das Stellsignal MUX schaltet den Auswahlschalter 8 auf den Eingang, an dem das nächste am Datenausgang 42 abzugebene Datenwort anliegt. Das Toggle-Flip-Flop 90, welches mit einer durch die Verzögerungseinrichtungen 71, 72 und 73 verzögerten positiven Taktflanke des zweiten Taktsignals T2 angesteuert wird, gibt so ein Stellsignal MUX an den Stelleingang 81 des Auswahlmittels 8 ab. Die von der Registereinrichtung 6 bzw. 7 abgegebenen Daten werden sicher mit der nächsten fallenden Taktflanke des zweiten Taktsignals T2 von der Pufferschaltung 9A übernommen und an den Datenausgang 42 abgegeben.The control signal MUX switches the selection switch 8 to the input at which the next data word to be output at the data output 42 is present. The toggle flip-flop 90, which is driven by a positive clock edge of the second clock signal T2 delayed by the delay devices 71, 72 and 73, thus outputs an actuating signal MUX to the control input 81 of the selection means 8. The data output by the register device 6 or 7 is safely accepted by the buffer circuit 9A with the next falling clock edge of the second clock signal T2 and output to the data output 42.
Das Verzögerungsglied 73 ist dabei in der zeitlichen Verzögerung des zweiten Taktsignals hinreichend groß. Die Logikschaltung aus den Gattern 81 bis 86 ist bereits vollständig umgeschaltet, bevor die steigende Taktflanke des Taktsignals T2 den Ausgang QN des Toggle-Flip-Flops 90 umschaltet. Weiterhin bleibt ausreichend Zeit, bis zur fallenden Taktflanke des zweiten Taktsignals T2 , die das vom Multiplexer 8 abgegebene Datenwort an den Ausgang 42 der Schnittstellenvorrichtung 4 anlegt. Das Selektions-Flip-Flop 90, der Inverter 91 sowie das Auswahlmittel haben dann bereits umgeschaltet . Die dadurch notwendigen Verzögerungen legen die maximale Abtast- frequenz des ersten und des zweiten Taktsignals fest.The delay element 73 is sufficiently large in the time delay of the second clock signal. The logic circuit from the gates 81 to 86 is already completely switched before the rising clock edge of the clock signal T2 switches the output QN of the toggle flip-flop 90. Sufficient time remains until the falling clock edge of the second clock signal T2, which applies the data word output by the multiplexer 8 to the output 42 of the interface device 4. The selection flip-flop 90, the inverter 91 and the selection means have then already switched over. The delays required thereby determine the maximum sampling frequency of the first and the second clock signal.
Einen zeitlichen Verlauf verschiedener Signale zeigt Figur 3. Die erste Kurve zeigt das erste Taktsignal Tl mit einer bestimmten Frequenz. Nach einer ersten Taktperiode ΔT1 schaltet das Selektionssignal SEL von dem logischen niedrigen Pegel 0 in den logisch hohen Pegel 1. Nach einer weiteren Taktperiode ΔT2 wird das Selektionssignal SEL vom Toggle-Flip-Flop 60 wieder invertiert. Wie zu erkennen, wirkt das Toggle-Flip- Flop als Frequenzteiler für das erste Taktsignal Tl. Das Selektionssignal SEL wird zusammen mit dem ersten Taktsignal den logischen Gattern 606 bzw. 607 zugeführt.FIG. 3 shows a time course of various signals. The first curve shows the first clock signal T1 with a specific frequency. After a first clock period ΔT1, the selection signal SEL switches from the logic low level 0 to the logic high level 1. After a further clock period ΔT2, the selection signal SEL is inverted again by the toggle flip-flop 60. As can be seen, the toggle flip-flop acts as a frequency divider for the first clock signal T1. The selection signal SEL is fed to the logic gates 606 and 607 together with the first clock signal.
Aus der logischen Verknüpfung und der daran angeschlossenen Invertierung durch die Inverter 605 bzw. 604 ergeben sich die AusgangsSignale Rl und R0. Deutlich zu erkennen ist das Taktverhältnis von 1:3, wobei der logisch hohe Pegel für das jeweilige Auswahlsignal Rl bzw. R0 nur eine halbe Taktperiode des ersten Taktsignals Tl lang ist. Weiterhin sind die beiden Signale Rl und R0 zueinander um eine halbe Periode ihrer Taktperiode phasenverschoben. Die jeweilige steigende Flanke des Signals Rl bzw. R0 tritt immer zu dem Zeitpunkt einer steigenden Flanke des ersten Taktsignals auf.The output signals Rl and R0 result from the logical combination and the inversion connected to it through inverters 605 and 604, respectively. The clock ratio of 1: 3 can be clearly seen, the logically high level for the respective selection signal Rl or R0 being only half a clock period of the first clock signal T1. Furthermore, the two signals Rl and R0 are out of phase with each other by half a period of their clock period. The respective rising edge of the signal Rl or R0 always occurs at the time of a rising edge of the first clock signal.
Mit jeder steigenden Taktflanke des Signals Rl übernimmt die Registereinrichtung 7 ein am- Eingang anliegendes Datenwort DW. Gleiches gilt für die Registereinrichtung 6. Auch diese übernimmt mit jeder steigenden Taktflanke ihres Taktsignals R0 ein am Eingang anliegende Datenwort. Somit wird abwechselnd bei jeder steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals Tl ein am Dateneingang anliegendes Datenwort in die jeweilige Registereinrichtung übernommen.With each rising clock edge of the signal R1, the register device 7 takes over a data word DW present at the input. The same applies to the register device 6. This too takes over with every rising clock edge of its clock signal R0 a data word present at the input. Thus, a data word present at the data input is transferred to the respective register device alternately with each rising clock edge of the first clock signal T1.
Zum Zeitpunkt Tx erzeugt das Selektionssignal SEL einen Übergang vom logisch niedrigen auf logisch hohen Pegel, der anzeigt, dass bei der nächsten steigenden Taktflanke des ersten Taktsignals Tl das am Eingang anliegende Datenwort in die Registereinrichtung 7 übernommen werden soll.At time Tx, the selection signal SEL produces a transition from a logic low to a logic high level, which indicates that the data word present at the input is to be transferred to the register device 7 on the next rising clock edge of the first clock signal T1.
Das Selektionssignal SEL wird durch das Flip-Flop 61 aber erst mit der darauf folgenden steigenden Taktflanke des Taktsignals Tl übernommen und als Selektionssignal SEL' an seinem Ausgang Q abgegeben. Es ist also gegenüber dem vom D-Toggle- Flip-Flop 60 erzeugten Selektionssignal SEL um eine halbe Periode phasenverschoben. Das Selektionssignal SEL' besitzt eine steigende Flanke zu dem Zeitpunkt einer steigenden Flanke des Signals Rl, eine fallenden Flanke bei einer steigenden Flanke des Signals R0. Zu dem Zeitpunkt, in dem die Registereinrichtung 7 ein Datenwort übernimmt, liegt so an den jeweiligen Dateneingängen der Abtast-Flip-Flops 63 bis 65 das Selektionssignal SEL' mit logisch hohem Pegel an. Dieser ist der Registereinrichtung 7 auch zugeordnet .The selection signal SEL is only accepted by the flip-flop 61 with the subsequent rising clock edge of the clock signal T1 and is output as a selection signal SEL 'at its output Q. It is therefore out of phase with the selection signal SEL generated by the D toggle flip-flop 60 by half a period. The selection signal SEL 'has a rising edge at the time of a rising edge of the signal Rl, a falling edge at a rising edge of the signal R0. At the point in time when the register device 7 takes over a data word, the selection signal SEL 'is present at the respective data inputs of the scanning flip-flops 63 to 65 with a logic high level. This is also assigned to the register device 7.
Der Ausgangstakt, gegeben durch das zweite Taktsignal T2 ist gegenüber dem ersten Taktsignal Tl um 90° phasenverschoben. Zum Zeitpunkt Tz, bei dem das Selektionssignal SEL' noch nicht gewechselt ist, tritt eine steigende Flanke im zweiten Taktsignals T2 auf. Der Abtast-Flip-Flop 63 registriert somit noch keinen Pegelwechsel des Selektionssignals SEL' . Durch die Verzögerungsglieder 71 bzw. 72 wird die steigende Takt- flanke des zweiten Taktsignals T2 aber verzögert und gelangt zu späteren Zeitpunkten an die jeweiligen Takteingänge. Die Abtast-Flip-Flops registrieren einen Pegelwechsel, die sie an ihren Ausgängen abgeben. Die neuen an den Eingängen der Logikgatter 81, 82 und 83 anliegenden logischen Pegel 1-0-0 werden von ihnen verarbeitet und daraus ein Signal mit einem logisch hohen Pegel erzeugt, der dem Selektions-Flip-Flop 90 an seinem Dateneingang D zugeführt wird. Nach einer weiteren Verzögerung durch die Verzögerungseinheit 73 erreicht die steigende Flanke des Taktsignals T2 den Takteingang des Flip- Flops 90 und erzeugt an seinem invertierten Ausgang einen logisch niedrigen Pegel. Mit dem Selektions-Flip-Flop 90 werden so die Information, in welche Registerbank gerade Geschrieben wurde als auch die bisherige Stellung des Multiplexers 8 ausgewertet. Die erste Information ergibt sich aus dem Selektionssignal SEL', die zweite aus dem Ausgang des Selektions- Flip-Flops 90 selbst. Eine Änderung des Ausgangspegels des Selektions-Flip-Flops 90 erfolgt nur dann, wenn sich das Selektionssignal SEL' ändert.The output clock, given by the second clock signal T2, is 90 ° out of phase with the first clock signal T1. At time Tz, at which the selection signal SEL 'has not yet changed, a rising edge occurs in the second clock signal T2. The scanning flip-flop 63 thus does not yet register a level change in the selection signal SEL '. However, the rising clock edge of the second clock signal T2 is delayed and reached by the delay elements 71 and 72, respectively at later times to the respective clock inputs. The scan flip-flops register a level change, which they emit at their outputs. The new logic levels 1-0-0 at the inputs of the logic gates 81, 82 and 83 are processed by them and a signal with a logic high level is generated therefrom which is fed to the selection flip-flop 90 at its data input D. After a further delay by the delay unit 73, the rising edge of the clock signal T2 reaches the clock input of the flip-flop 90 and generates a logic low level at its inverted output. The selection flip-flop 90 thus evaluates the information into which register bank has just been written as well as the previous position of the multiplexer 8. The first information results from the selection signal SEL ', the second from the output of the selection flip-flop 90 itself. The output level of the selection flip-flop 90 is only changed when the selection signal SEL' changes.
In diesem Ausführungsbeispiel schaltet zum annähernd gleichen Zeitpunkt die Registereinrichtung 7 aufgrund einer steigenden Taktflanke im Signal Rl das an ihrem Dateneingang D anliegende Datenwort auf ihren Ausgang Q. Es liegt somit am Ausgang 83 der Multiplexereinheit 8 an. Das vom Flip-Flop 90 abgegeben und vom Inverter 91 invertierte Stellsignal MUX wird an den Stelleingang 81 der Schalteinrichtung 8 angelegt. Die Schalteinrichtung 8 schaltet daraufhin den Eingang 83 auf ihren Ausgang und führt so das von der Registereinrichtung 7 abgegebene Datenwort dem Eingang D der Ausgangspufferschaltung 9A zu. Bei der nächsten fallenden Taktflanke des Taktsignals T2 wird das Datenwort von der Ausgangspufferschaltung 9A an den Datenausgang 42 der Schnittstellenvorrichtung 4 abgegeben. Zum Zeitpunkt Ty wechselt das Selektionssignal SEL' auf den logisch niedrigen Pegel und zeigt damit an, dass die Registereinrichtung 6 das nächste Datenwort übernommen hat. Bei der nächsten steigenden Taktflanke des zweiten Taktsignals T2 wird dieser Wechsel des Selektionssignals SEL' erneut registriert, worauf das Selektions-Flip-Flop 90 ein Stellsignal zum Umschalten des Auswahlschalters 8 erzeugt .In this exemplary embodiment, the register device 7 switches the data word present at its data input D to its output Q at approximately the same time due to a rising clock edge in the signal R1. It is therefore present at the output 83 of the multiplexer unit 8. The control signal MUX output by the flip-flop 90 and inverted by the inverter 91 is applied to the control input 81 of the switching device 8. The switching device 8 then switches the input 83 to its output and thus feeds the data word output by the register device 7 to the input D of the output buffer circuit 9A. On the next falling clock edge of the clock signal T2, the data word is output by the output buffer circuit 9A to the data output 42 of the interface device 4. At time Ty, the selection signal SEL 'changes to the logic low level and thus indicates that the register device 6 has taken over the next data word. On the next rising clock edge of the second clock signal T2, this change in the selection signal SEL 'is registered again, whereupon the selection flip-flop 90 generates an actuating signal for switching the selection switch 8.
Grundlage der Erfindung sind somit zwei Registereinrichtungen, die abwechselnd mit Daten beschrieben werden, wobei immer aus der jeweils anderen Registereinrichtung gelesen wird. Dadurch. ist sichergestellt, dass die Daten nicht fehlerhaft sind. Die Synchronisation zwischen den beiden Schaltungsblöcken oder zwischen den beiden Taktsignalen mit gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher Phase findet an der Stelle statt, die eine Auswahl für das Auslesen der Registereinrichtungen festlegt. Dies ist das Flip-Flop 61, das die Registereinrichtung angibt, an der bereits neue Daten anliegen. Die Synchronisation erfolgt durch einen zeitlichen Vergleich des Pegelwechsels des Selektionssignals mit dem zweiten Taktsignal. Das Auslesen kann daher mit einer neuen Flanke des zweiten Taktsignals T2 erfolgen, die den Auswahlschalter 8 auf die entsprechende Registerbank schaltet. Mit der anschließenden fallenden Taktflanke des zweiten Taktsignals werden die Daten in die Ausgangspuffer 9 übernommen. Auf zusätzliche Flip-Flop-Schaltungen für die Registereinrichtungen in einer herkömmlichen Synchronisationsschaltung kann daher verzichtet werden.The basis of the invention is thus two register devices which are alternately written with data, always reading from the respective other register device. Thereby. ensures that the data is not incorrect. The synchronization between the two circuit blocks or between the two clock signals with the same frequency but different phase takes place at the point which defines a selection for reading out the register devices. This is the flip-flop 61, which indicates the register device on which new data are already present. The synchronization is carried out by comparing the change in level of the selection signal with the second clock signal over time. The reading can therefore be carried out with a new edge of the second clock signal T2, which switches the selection switch 8 to the corresponding register bank. With the subsequent falling clock edge of the second clock signal, the data are transferred to the output buffer 9. Additional flip-flop circuits for the register devices in a conventional synchronization circuit can therefore be dispensed with.
Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel ist mit positiv Taktflanken gesteuerten Flip-Flop-Schaltungen realisiert. Natürlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Sie kann auch mit negativ Taktflanken gesteuerten Flip-Flops implementiert werden. Anstatt der Abtast-Flip-Flops ist eine andere Vergleichslogik denkbar, die einen .zeitlichen Zusammenhang zwischen ersten und zweiten Taktsignal herstellt. Auf invertierenden Ausgänge QN der Abtast-Flip-Flops kann bei geeigneter Ausbildung der nachgeschalteten Logik verzichtet werden. Die Logik, die das Selektionssignal SEL' mit dem Signal MUX verknüpft, kann auch in beliebig anderer Form realisiert werden. Dabei invertiert die Logik das Signal MUX, welches das Auswahlmittel umschaltet, immer dann, wenn ein Pegelwechsel im Signals SEL' erfolgt ist. Die logischen Gatter lassen sich nicht nur als UND-Gatter., sondern auch als NAND-Gatter mit Invertern realisieren. Die gesamte Schaltung ist sowohl in CMOS-Logik aber auch reiner MOS-Logik implementierbar. The embodiment shown here is implemented with flip-flop circuits controlled by positive clock edges. Of course, the invention is not so limited. she can can also be implemented with flip-flops controlled by negative clock edges. Instead of the scan flip-flops, another comparison logic is conceivable, which creates a temporal relationship between the first and second clock signals. Inverting outputs QN of the scanning flip-flops can be dispensed with if the downstream logic is suitably designed. The logic that links the selection signal SEL 'with the signal MUX can also be implemented in any other form. The logic inverts the signal MUX, which switches the selection means, whenever a level change in the signal SEL 'has taken place. The logic gates can be implemented not only as AND gates, but also as NAND gates with inverters. The entire circuit can be implemented in both CMOS logic and pure MOS logic.
Bezugs zeichenlisteReference character list
1, 2: Schaltungsblöcke1, 2: circuit blocks
3 : Synchronisationsschaltung3: synchronization circuit
4: SchnittStellenvorrichtung4: Interface device
6, 7, 32: Registereinrichtungen6, 7, 32: register devices
5: Synchronisationsmittel5: synchronization means
8, 33 : AuswahlSchalter8, 33: Selection switch
43, 44: TaktSignaleingänge43, 44: clock signal inputs
41: Dateneingang41: Data input
42: Datenausgang42: Data output
9, 9a: Pufferschaltungen9, 9a: buffer circuits
8: AuswahlSchalter8: Selection switch
82, 83: Dateneingänge82, 83: data inputs
81: Stelleingang81: Control input
55: Stellausgang55: control output
56: Auswahlmittel56: Selection means
57: Abtastvorrichtung57: scanner
53, 54: Auswahlausgang53, 54: selection output
601, 604, 605, 81, 83, 91, 561 . : Inverter601, 604, 605, 81, 83, 91, 561. : Inverter
606, 607, 82, 84, 85, 86: Nicht -UND-Gatter606, 607, 82, 84, 85, 86: non-AND gate
63, 64, 65: Abtast-Flip-Flops63, 64, 65: scan flip-flops
71, 72, 73: Verzögerungsglied71, 72, 73: delay element
61: Flip-Flop61: flip-flop
62: Toggle-Flip-Flop62: Toggle flip-flop
Tl, T2: TaktsignaleT1, T2: clock signals
SEL, SEL' : SelektionssignaleSEL, SEL ': selection signals
Rl, R2: Auswahlsignal, Taktsignal Rl, R2: selection signal, clock signal

Claims

Patentansprüche claims
1. Schnittstellenvorrichtung (4) zum synchronen Austausch eines Datenworts zwischen zwei Schaltungsblöcken (1, 2), umfassend:An interface device (4) for the synchronous exchange of a data word between two circuit blocks (1, 2), comprising:
- einen Dateneingang (41) für ein Datenwort (DW) und einem Datenausgang (42) für das Datenwort (DW) ;- A data input (41) for a data word (DW) and a data output (42) for the data word (DW);
- eine erste Registereinrichtung (6) und eine zweite parallelgeschaltete Registereinrichtung (7) mit je einem an den Dateneingang (42) gekoppelten Eingang, einem Auswähleingang .(61, 71) und einem Ausgang, die für eine Speicherung eines eingangsseitig anliegenden Datenworts und zur Abgabe des Datenworts an den jeweiligen Ausgang ausgebildet sind;- A first register device (6) and a second register device (7) connected in parallel, each with an input coupled to the data input (42), a selection input (61, 71) and an output, which are used for storing a data word on the input side and for output of the data word are formed at the respective output;
- ein Auswahlmittel (8) , das an den Ausgang der ersten Registereinrichtung (6) und an den Ausgang der zweiten Registereinrichtung (7) angeschlossen ist und zu einer Kopplung des Ausgangs der ersten oder der zweiten Registereinrichtung (6, 7) mit dem Datenausgang (42) abhängig von einem Stellsignal (MUX) ausgebildet ist;a selection means (8) which is connected to the output of the first register device (6) and to the output of the second register device (7) and for coupling the output of the first or the second register device (6, 7) to the data output ( 42) is designed as a function of a control signal (MUX);
- ein erster Takteingang (43) zur Zuführung eines ersten Taktsignals (Tl) ;- a first clock input (43) for supplying a first clock signal (Tl);
- einen zweiten Takteingang (44) zur Zuführung eines zweiten Taktsignals (T2) ;- a second clock input (44) for supplying a second clock signal (T2);
- ein Synchronisationsmittel (52), welches mit dem ersten und dem zweiten Takteingang (43, 44) gekoppelt ist, welches einen an das Auswahlmittel (8) gekoppelten Stellausgang (55) umfasst, welches zur Abgabe eines von dem ersten Taktsignal (Tl) abgeleiteten Selektionssignals (SEL) zu einer Auswahl der ersten oder der zweiten Registereinrichtung (6, 7) für eine Speicherung eines am Dateneingang (41) anliegenden Datenworts (DW) ausgebildet ist und welches zur Abgabe des Stellsignals (MUX) an den Stellausgang (55) abgeleitet aus dem Selektionssignal (SEL) und dem zweiten Taktsignal (T2) ausgebildet ist .- A synchronization means (52), which is coupled to the first and the second clock input (43, 44), which comprises a control output (55) coupled to the selection means (8), which output for the one derived from the first clock signal (Tl) Selection signal (SEL) for a selection of the first or the second register device (6, 7) for storing a data word (DW) present at the data input (41) and which is derived for outputting the control signal (MUX) to the control output (55) out the selection signal (SEL) and the second clock signal (T2) is formed.
2. Schnittstellenvorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Registereinrichtung (6, 7) je einen Taktsignaleingang umfassen, der jeweils den Auswähleingang (61, 71) für die erste und die zweite Registereinrichtung (6, 7) bildet und die erste und die zweite Registereinrichtung (6, 7) zur Abgabe eines an ihrem Dateneingang (D) anliegenden Datenworts bei einer Flanke eines vom Selektionssignal (SEL) abgeleiteten Taktsignals (R0, Rl) an ihren Ausgang ausgebildet sind.2. Interface device (4) according to claim 1, characterized in that the first and the second register device (6, 7) each comprise a clock signal input, which in each case the selection input (61, 71) for the first and the second register device (6, 7 ) and the first and second register devices (6, 7) are designed to emit a data word present at their data input (D) on an edge of a clock signal (R0, Rl) derived from the selection signal (SEL) at their output.
3. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch eine erste Pufferschaltung (9) , die zwischen Dateneingang (41) der SchnittStellenvorrichtung (4) und erster und zweiter Registereinrichtung (6, 7) geschaltet ist, die zur Abgabe eines am Dateneingang (41) der Schnittstellenvorrichtung (4) anliegenden Datenworts (DW) an die erste und zweite Registereinrichtung (6, 7) bei einer Taktflanke des ersten Taktsignals (Tl) ausgebildet ist.3. Interface device (4) according to one of claims 1 to 2, characterized by a first buffer circuit (9), which is connected between the data input (41) of the interface device (4) and the first and second register device (6, 7), which is for delivery a data word (DW) present at the data input (41) of the interface device (4) is formed on the first and second register devices (6, 7) on a clock edge of the first clock signal (Tl).
4. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , gekennzeichnet durch eine zweite Pufferschaltung (9A) , die zwischen das Auswahl- mittel (8) und Datenausgang (42) der Schnittstellenvorrichtung (4) geschaltet ist und zur Abgabe eines am Auswahlmittel (8) anliegenden Datenworts an den Datenausgang (42) bei einer Taktflanke des zweiten Taktsignals (T2) ausgebildet ist. 4. Interface device (4) according to one of claims 1 to 3, characterized by a second buffer circuit (9A), which is connected between the selection means (8) and data output (42) of the interface device (4) and for delivering one to the selection means (8) data word applied to the data output (42) is formed on a clock edge of the second clock signal (T2).
5. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisationsmittel (52) ein Selektionsmittel (56) umfasst, das zur Erzeugung des Auswahlsignals (SEL) zur Auswahl der jeweils anderen Registereinrichtung (6, 7) bei jeder Taktperiode des ersten Taktsignals (Tl) ausgebildet ist.5. Interface device (4) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the synchronization means (52) comprises a selection means (56) for generating the selection signal (SEL) for selecting the respective other register device (6, 7) each clock period of the first clock signal (Tl) is formed.
6. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Selektionsmittel (56) eine mit dem ersten Taktsignal (Tl) getaktete Flip-Flop-Schaltung (60) umfasst, dessen Datenausgang (Q) über einen Inverter (601) mit einem ersten Eingang eines ersten logischen Gatters (606) , mit einem ersten Eingang eines zweiten logischen Gatters (607) und über den Inverter (601) mit seinem Dateneingang (D) gekoppelt ist.6. Interface device (4) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the selection means (56) comprises a flip-flop circuit (60) clocked with the first clock signal (Tl), the data output (Q) of which is via an inverter (601) with a first input of a first logic gate (606), with a first input of a second logic gate (607) and via the inverter (601) with its data input (D).
7. SchnittStellenvorrichtung (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils zweiter Eingang des ersten logischen Gatters (606) und des zweiten logischen Gatters (607) an den ersten Takteingang (43) gekoppelt sind und der Ausgang des ersten logischen Gatters (606) mit dem Auswahleingang der ersten Registereinrichtung (6) und der Ausgang des zweiten logischen Gatters (607) mit dem Auswähleingang der zweiten Registereinrichtung (7) gekoppelt sind.7. Interface device (4) according to claim 6, characterized in that a respective second input of the first logic gate (606) and the second logic gate (607) are coupled to the first clock input (43) and the output of the first logic gate ( 606) are coupled to the selection input of the first register device (6) and the output of the second logic gate (607) to the selection input of the second register device (7).
8. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite logische Gatter (606, 607) je ein logisches UND-Gatter umfasst.8. Interface device (4) according to one of claims 6 to 7, characterized in that the first and second logic gates (606, 607) each comprise a logic AND gate.
9. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisationsmittel (52) eine mit dem zweiten Taktsignal (T2) getaktete Abtastvorrichtung (57) umfasst, welche für eine Detektion einer Änderung des Selektionssignals (SEL) und zur Abgabe des Stellsignals (MUX) an das Auswahlmittel (8) ausgebildet ist.9. Interface device (4) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the synchronization means (52) comprises a scanning device (57) clocked with the second clock signal (T2), which for detecting a change in the selection signal (SEL) and is designed to emit the control signal (MUX) to the selection means (8).
10. SchnittStellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswahlmittel (8) zwei einnehmbare Zustände aufweist, wobei in einem ersten Zustand der Ausgang der ersten Registereinrichtung (6) mit dem Datenausgang (42) der SchnittStellenvorrichtung (4) und in einem zweiten Zustand der Ausgang der zweiten Registereinrichtung (7) mit dem Datenausgang (42) der SchnittStellenvorrichtung (4) gekoppelt ist.10. Interface device (4) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the selection means (8) has two ingestible states, the output of the first register device (6) with the data output (42) of the interface device (6) in a first state. 4) and in a second state the output of the second register device (7) is coupled to the data output (42) of the interface device (4).
11. Schnittstellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastvorrichtung (57) zur Detektion einer Änderung des Selektionssignals (SEL) eine erste und zumindest eine zweite Flip-Flop-Schaltung (63, 64) umfasst, deren Dateneingängen (D) zur Zuführung des Selektionssignals (SEL) ausgebildet sind, wobei ein Takteingang der ersten Flip-Flopschaltung (63) an den zweiten Takteingang (44) und ein Takteingang der zumindest einen zweiten Flip-Flop-Schaltung (64) über zumindest ein erstes Verzögerungsglied (71) zur zeitlichen Verzö- gerung des zweiten Taktsignals (T2) an den zweiten Takteingang (44) angeschlossen sind.11. Interface device (4) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the scanning device (57) for detecting a change in the selection signal (SEL) comprises a first and at least a second flip-flop circuit (63, 64), whose data inputs (D) are designed to supply the selection signal (SEL), a clock input of the first flip-flop circuit (63) to the second clock input (44) and a clock input of the at least one second flip-flop circuit (64) via at least a first delay element (71) for time delay tion of the second clock signal (T2) are connected to the second clock input (44).
12. Schnittstellenvorrichtung (4)- nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastvorrichtung. (57) eine dritte Flip-Flop-Schaltung (90) umfasst, deren Takteingang über ein zweites Verzδge- rungsglied (72, 73) mit dem zweiten Takteingang (44) gekoppelt ist, deren Dateneingang (D) über zumindest ein Logikgatter an die Datenausgänge der ersten und der zumindest einen zweiten Flip-Flopschaltung (63, 6'4) angeschlossen ist.12. Interface device (4) - according to one of claims 1 to 11, characterized in that the scanning device. (57) comprises a third flip-flop circuit (90), the clock input of which is coupled to the second clock input (44) via a second delay element (72, 73), the data input (D) of which is connected to the data outputs via at least one logic gate the first and the at least one second flip-flop circuit (63, 6 ' 4) are connected.
13. SchnittStellenvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Takteingang der dritten Flip-Flop-Schaltung (90) über das zweite Verzögerungsglied (73, 72) und das zumindest eine erste Verzδgerungsglied (71) an den zweiten Takteingang angeschlossen ist.13. Interface device (4) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the clock input of the third flip-flop circuit (90) via the second delay element (73, 72) and the at least one first delay element (71) to the second clock input is connected.
14. Verfahren zur Synchronisation eines Datenworts zwischen zwei mit gleicher Frequenz getakteten Schaltungsblöcken (1, 2) umfassend die Schritte:14. A method for synchronizing a data word between two circuit blocks (1, 2) clocked at the same frequency, comprising the steps:
- Bereitstellen einer ersten Registereinrichtung (6) und einer zweiten Registereinrichtung (7) zum Speichern eines vom ersten Schaltungsblock (1) abgegebenen Datenworts (DW) ;- Providing a first register device (6) and a second register device (7) for storing a data word (DW) output by the first circuit block (1);
- Auswählen einer der beiden Registereinrichtungen (6, 7) durch ein der jeweiligen Registereinrichtung zugeordneten Wert eines Selektionssignals (SEL) ;- Selection of one of the two register devices (6, 7) by a value of a selection signal (SEL) assigned to the respective register device;
- Übernehmen des von dem ersten Schaltungsblock (1) abgegebenen Datenworts (DW) in die ausgewählte Registereinrichtung (6, 7) mit einer Taktflanke eines ersten Taktsignals (Tl) ; - Detektieren der ausgewählten Registereinrichtung durch Auswerten des zeitlichen Verhaltens des Selektionssignals (SEL) mit einem zweiten Taktsignal (T2) ;- Accepting the data word (DW) output by the first circuit block (1) into the selected register device (6, 7) with a clock edge of a first clock signal (Tl); - Detecting the selected register device by evaluating the time behavior of the selection signal (SEL) with a second clock signal (T2);
- Abgeben des in der ausgewählten Registereinrichtung (6, 7) übernommenen Datenworts (DW) an einen zweiten Schaltungsblock (2) nach einem Detektieren bei Auftreten einer Taktflanke des zweiten Taktsignals (T2) .- Dispensing the data word (DW) adopted in the selected register device (6, 7) to a second circuit block (2) after detection when a clock edge of the second clock signal (T2) occurs.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auswählens die Schritte umfasst:15. The method according to claim 14, characterized in that the step of selecting comprises the steps:
- Erzeugen des Selektionssignals (SEL) mit einem ersten und einem zweiten logischen Pegel, der mit jeder Taktperiode des ersten Taktsignals (Tl) invertiert wird, wobei der erste logische Pegel der ersten Registereinrichtung (6) und der zweite logische Pegel der zweiten Registereinrichtung (7) zugeordnet wird.- generating the selection signal (SEL) with a first and a second logic level which is inverted with each clock period of the first clock signal (Tl), the first logic level of the first register device (6) and the second logic level of the second register device (7 ) is assigned.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auswählens die Schritte umfasst:16. The method according to claim 15, characterized in that the step of selecting comprises the steps:
- Anlegen des Selektionssignals (SEL) und des ersten Taktsignals (Tl) an ein erstes logisches Gatter (606) ;- applying the selection signal (SEL) and the first clock signal (Tl) to a first logic gate (606);
- Invertieren des Selektionssignals (SEL) und Anlegen des invertierten Selektionssignals (SEL) und des ersten Taktsignals (Tl) an ein zweites logisches Gatter (607),Inverting the selection signal (SEL) and applying the inverted selection signal (SEL) and the first clock signal (Tl) to a second logic gate (607),
17. Verfahren nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Übernehmens die Schritte umfasst :17. The method according to claim 14 to 16, characterized in that the step of taking over comprises the steps:
- Erzeugen eines dritten und eines vierten Taktsignals (RO, Rl) mit einer halben Taktfrequenz des ersten Taktsignals- Generating a third and a fourth clock signal (RO, Rl) with half the clock frequency of the first clock signal
(Tl) , wobei das dritte Taktsignal (R0) einen Phasenversatz von einer halben Taktperiode zu dem vierten Taktsignal (Rl) aufweist;(Tl), the third clock signal (R0) having a phase shift from half a clock period to the fourth clock signal (R1);
- Zuführen des dritten und vierten Taktsignals (R0, Rl) an jeweils einen Takteingang der ersten und zweiten Registereinrichtung (6, 7) , wobei diese bei jeder Taktflanke des dritten und vierten Taktsignals (R0, Rl) ein von einem ersten Schaltungsblock (1) abgegebenes Datenwort (DW) übernehmen.- Feeding the third and fourth clock signals (R0, Rl) to a clock input of each of the first and second register devices (6, 7), which on each clock edge of the third and fourth clock signals (R0, Rl) one of a first circuit block (1) Take over the given data word (DW).
18. Verfahren nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet,, dass ein Detektieren der ausgewählten Registereinrichtung die Schritte umfasst:18. The method according to claim 14 to 17, characterized in that detecting the selected register device comprises the steps:
- zeitliches Verzögern des zweiten Taktsignals (T2) um eine bestimmte Zeitdauer;- Delaying the second clock signal (T2) by a certain period of time;
- Detektieren einer Pegeländerung im Selektionssignal mit dem zweiten Taktsignal (T2) und dem verzögerten zweiten Taktsignal (T2) ;- Detecting a level change in the selection signal with the second clock signal (T2) and the delayed second clock signal (T2);
- Bestimmen des Zeitpunktes, bei dem das Datenwort (DW) von der ausgewählten Registereinrichtung (6, 7) an den zweiten Schaltungsblock (2) abgegeben werden kann.- Determining the point in time at which the data word (DW) can be output by the selected register device (6, 7) to the second circuit block (2).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Abgebens die Schritte umfasst :19. The method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the step of releasing comprises the steps:
- Erzeugen eines Stellsignals (MUX) ;- generating an actuating signal (MUX);
- Schalten einer Schalteinrichtung (8) mit dem Stellsignal (MUX) ;- Switching a switching device (8) with the control signal (MUX);
- Abgeben des Datenwortes (DW) an den zweiten Schaltungsblock (2) bei Auftreten einer Taktflanke des zweiten Taktsignals (T2). - Delivery of the data word (DW) to the second circuit block (2) when a clock edge of the second clock signal (T2) occurs.
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