JP2009260937A - ダブル・データ・レート入力データ・ストリームのためのデータ・アライニングおよびデスキューのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】データをアライニングするシステム用の方法および装置を提供する。
【解決手段】装置は、ダブルデータレート(DDR)データストリームを第1シングルデータレート(SDR)データストリームと第2SDRデータストリームとに分けるデマルチプレクスコンポーネントと、デマルチプレクスコンポーネントと結合されるものであり、第1および第2のSDRデータストリームの間でビット値を比較し、所定のビット配列の検出に応答して第1信号を生成するビット検出コンポーネントと、DDRデータストリームを受信して遅延操作を実行して遅延データストリームを生成する遅延コンポーネントと、デマルチプレクスコンポーネント、遅延コンポーネント、およびビット検出コンポーネントに結合されるものであり、第1信号に応答して遅延データストリームをアライメントするデータアライニングコンポーネントとを備える。
【選択図】図1
【解決手段】装置は、ダブルデータレート(DDR)データストリームを第1シングルデータレート(SDR)データストリームと第2SDRデータストリームとに分けるデマルチプレクスコンポーネントと、デマルチプレクスコンポーネントと結合されるものであり、第1および第2のSDRデータストリームの間でビット値を比較し、所定のビット配列の検出に応答して第1信号を生成するビット検出コンポーネントと、DDRデータストリームを受信して遅延操作を実行して遅延データストリームを生成する遅延コンポーネントと、デマルチプレクスコンポーネント、遅延コンポーネント、およびビット検出コンポーネントに結合されるものであり、第1信号に応答して遅延データストリームをアライメントするデータアライニングコンポーネントとを備える。
【選択図】図1
Description
本明細書で説明される主題は、一般に、ストリーム・データをアライニング(位置合わせ、align)することに関し、より詳細には、データおよびメタデータ情報の両方を備える多重化入力ストリームから、個別のデータ・ワードを生成すること、およびシリアル・データをデスキュー(de−skew)することに関する。
本発明は、Lockheed Martin Space Systems Companyにより授与された下請け契約TF0016の下に政府支援を受けて行われた。政府は、本発明の一定の権利を有する。
ストリーム・データはデータ・ビットを含み、データ・ビットはデータ・ワードを形成する。しかし、ある状況下では、特定のクロック・サイクルに関連するデータ・ビットが、受信コンポーネントにおいて、異なるクロック・サイクルに移されることがあり得、その結果、データ・ビットまたはデータ・ワードのアライメント(位置合わせ)が分からなくなる。一例として、或るデータ・ワードの境界を形成するデータ・ビットが、付随する同期またはクロック信号からオフセットされることがあり、その結果として、そのデータ・ワードの境界に対してのデータ・ビットは誤って配置される。
誤ったデータ・ワードをもたらすデータ・ビットのアライメント(位置合わせ)の誤りは、データの破損の原因となり得る。誤った位置合わせ(ミスアライメント)の1つの原因は、データ・ストリームを伝送するワイヤと同期情報を伝送するワイヤとの間の物理的長さの相違であり得る。その他には、例えば、環境や温度の変化および供給電圧変動などの結果として、そのようなワイヤ内で絶えず変化する遅延は、データをオフセットさせ、データおよび同期情報または信号のミスアライメント引き起こすことがあり得る。従って、データを再同期させて、データから正しい開始および終了のデータ・ビットを有するデータ・ワードを形成することが難しいことがあり得る。
加えて、データ・ビットのストリームとして伝送されるシリアル・データは、パラレルに伝送されるデータと比べて、時間が経つにつれてスキューされることがあり得る。データをデスキューするためには、データ・アイ(data eye)として知られる有効データの窓(ウィンドウ、window)を見つける必要があり、そのためには、データ・シーケンス(一連のデータ)の開始を示すのに専ら用いられるシリアル・データ内のビットの数に応じて、多くのクロック・サイクルを必要とし得る。
データ・ストリームから個別のデータ・セグメントを生成するためのシステム用に装置が提供される。システムは、ダブル・データ・レート(DDR)のデータ・ストリームを第1のシングル・データ・レート(SDR)のデータ・ストリームと第2のSDRデータ・ストリームとに分けるように適合されたデマルチプレクス・コンポーネントと、デマルチプレクス・コンポーネントに結合され、第1および第2のSDRデータ・ストリームの間でビット値を比較し、所定のビット配列の検出に応答して第1の信号を生成するように適合されたビット検出コンポーネントと、DDRデータ・ストリームを受信し、そのDDRデータ・ストリームに対して遅延操作を実行して、遅延されたデータ・ストリーム(遅延データ・ストリーム)を生成するように適合された遅延コンポーネントと、デマルチプレクス・コンポーネントと遅延コンポーネントとビット検出コンポーネントとに結合され、第1の信号に応答して遅延データ・ストリームを位置合わせして配置するように適合されたデータ・アライニング・コンポーネントとを備える。
データを処理する方法のための方法が提供される。方法は、データ源からDDRデータ・ストリームを受信するステップと、DDRデータ・ストリームを第1および第2のシングル・データ・レート・データ・ストリームへとデマルチプレキシングするステップと、第1および第2のSDRデータ・ストリームの少なくとも一方において所定のビット配列を検出するステップと、ビット・シーケンスの検出に応答して信号を送信するステップと、その信号に応答して、DDRデータ・ストリーム、第1のSDRデータ・ストリーム、および第2のSDRデータ・ストリームの少なくとも1つを位置合わせしてアライニング(位置合わせ)済データを生成するアライニング・ステップとを含む。
この概要は、以下で詳細な説明において更に説明される概念の抜粋したものを簡略化された形で紹介するために提供される。この要約は、特許請求される主題の主要な特徴および必須の特徴を特定することは意図されておらず、特許請求される主題の範囲を決定する助けとして使用されることも意図されていない。
以下に、本発明の少なくとも1つの実施形態が図面と併せて説明されるが、図面において同様の番号は同様の要素を表す。
以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものにすぎず、本主題の用途および使用法を限定することは意図されていない。更に、上述の技術分野、背景技術、発明の概要、または後述の詳細な説明において提示されるいかなる明示または暗黙の理論によりも拘束されないことが意図されている。
本明細書では、機能および/または論理ブロック・コンポーネント、ならびに様々な処理ステップの観点から、技法および技術が説明される。そのようなブロック・コンポーネントは、特定の機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および/またはファームウェア・コンポーネントにより実現され得ることを理解されたい。例えば、システム、またはデータ記録コンポーネントもしくはシーケンス検出コンポーネントなどのコンポーネントの一実施形態は、1または複数のマイクロプロセッサまたは他の制御デバイスの制御下で様々な機能を実施できる様々な集積回路コンポーネントを用いることができ、様々な集積回路コンポーネントとは、例えば、メモリ要素、デジタル信号処理要素、論理要素、または検索テーブルなどである。加えて、当業者であれば、実施形態が任意の数のデータ伝送プロトコルと併せて実施できること、および本明細書で説明されるシステムが1つの適切な例にすぎないことを、理解するであろう。
簡潔なものとするために、システムの信号処理、データ伝送、信号伝達、および他の機能的態様(ならびにシステムの個々の動作コンポーネント)に関係するある種の従来の技法は、本明細書では詳細に説明されないことがある。更に、本願に含まれる様々な図に示された接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係および/または物理的結合を表すことが意図されている。多くの代替的または付加的な機能的関係や物理的接続が主題の一実施形態に存在し得ることに留意されたい。
「接続された(Connected)/結合された(Coupled)」に関して、以下の説明は、互いに「接続された」または「結合された」要素やノードや特徴を言及する。別途に明示的に述べられない限り、本明細書で使用される「接続された」とは、1つの要素/ノード/特徴が、別の要素/ノード/特徴と直接的につながれる(または直接的に通信する)ことを意味するが、必ずしも機械的につながるものとは限らない。同様に、別途に明示的に述べられない限り、「結合された」とは、1つの要素/ノード/特徴が、別の要素/ノード/特徴と、直接的もしくは間接的につながれる(または直接的もしくは間接的に通信する)ことを意味するが、必ずしも機械的につながれるものとは限らない。従って、図1に示される概略図は、1つの例示的な要素の配置を示しているが、付加的な介在する要素、デバイス、特徴、またはコンポーネントが、述べられた主題の一実施形態に存在し得る。
図1は、データ処理システム1の一実施形態を示しており、データ処理システム1は一般に、限定することなしに、データ源10と、デマルチプレクス・コンポーネント14と、ANDゲート20と、データ・アライニング(位置合わせ)・コンポーネント24と、データ記録コンポーネント28と、遅延コンポーネント30とを含む。これらの要素は、本明細書で説明されるシステム1の動作をサポートするために必要とされる信号およびデータの転送に対応した適切な方法で、互いに結合される。システム1は、データ源10からデータを受信することができる。データ源10は、ダブル・データ・レート(DDR)・データ・ストリームを使用してデータを送信するように適合された任意のコンポーネント、システム、または送信エレメントとすることができる。従って、DDRデータ・ストリーム12は、デマルチプレクス・コンポーネント14へ提供されることができる。デマルチプレクス・コンポーネント14は、DDRデータ・ストリーム12を分割または分岐または処理して、2つのシングル・データ・レート(SDR)・データ・ストリーム16、18にすることができる。第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18は併せて、DDRデータ・ストリーム12により搬送されるデータのすべてを、後で説明される分離形式(de−coupled format)で含むことができる。DDRデータ・ストリーム12はまた、遅延コンポーネント30へも提供されることができ、遅延コンポーネント30は、所定の数および/または調整可能な数のビットだけ、ビット・シーケンスを遅延させることができる。
SDRデータ・ストリーム16、18は、同期されたまたは同時のクロック、ストローブ、または他の増分型信号(incremental signal)に基づいて動作できる。SDRデータ・ストリーム16、18はANDゲート20へ提供され、ANDゲート20は、データ・ストリーム16、18を受信し、それらを所定のビット値ペア(bit value pair)の存在に関して検査するように適合される。本明細書で使用される「ビット値ペア」は、同じクロック、ストローブ、または他の増分型信号の間にデマルチプレクス・コンポーネント14により送信される第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18における2つの関連するビットの値とすることができる。ANDゲート20は、データ・アライニング・コンポーネント24に結合し、特定のビット値ペアが検出された時に、シーケンス検出信号22をデータ・アライニング・コンポーネント24へ提供する。示された実施形態では、シーケンス検出信号22は、論理ハイ値および論理ロー値のシーケンスを伝達する。データ・アライニング・コンポーネント24は、遅延コンポーネント30からデータ・ストリーム32を受信する。データ・アライニング・コンポーネント24は、シーケンス検出信号22を使用して、ANDゲート20により検出されシーケンス検出信号22により示される所定のビット値の存在に対応して、データをデスキューすること、またはデータ・ストリーム32から個別のデータ・セグメントもしくはデータ・ワードを生成することができる。その後、データ・アライニング・コンポーネント24は、アライニング済データ26を、記録および/または任意の適切な使用のために、データ記録コンポーネント28へ提供することができる。
データ源10は、DDRデータ・ストリームを提供することが可能な任意の源とすることができる。典型的には、そのような源は、加速計、温度センサ、およびビデオ・センサなどのセンサを含むことができるが、他の源も企図されている。別のデータ源の、限定を意図するものではない一例としては、通信デバイスが、DDRデータを送信してデータ源として動作することができる。
DDRデータ・ストリームは、任意の適切なDDR仕様または規格に従って送信されるビットを含むことができる。図2を参照すると、DDRデータ・ストリーム300が示されている。DDRデータ・ストリーム300は、以下で説明される信号の何れかまたはすべての他に、追加の信号も含むことができる。「ダブル・データ・レート」という用語は、「DQS」信号として示される「ストローブ」信号に対しての情報のビットが送信される速度を言うものである。「DQ」信号として示されるデータ信号も送信される。各信号は、それぞれの低電圧「VL」とそれぞれの高電圧「VH」との2つの電圧の間で変化するものとして示される(信号は、必ずしもというわけではないが、同じ高電圧レベルおよび同じ低電圧レベルを有し得る)。
3つの連続するDQSサイクル320、325、330が示されている。x軸は、tおよび関連する方向矢印により示される、進行する時間を表す。x軸に沿って並べられた整数は、第1、第2、および第3の連続するDQSサイクル320、325、330の期間を表す。規則的な各DQSサイクルについて、DQ信号は、低電圧から高電圧への(立ち上がりエッジまたは信号の第1の部分として知られる)および高電圧から低電圧への(立ち下がりエッジまたは信号の第2の部分として知られる)、DQSサイクルの遷移時に評価することができる。DQ信号は、そのVL電圧またはVH電圧の値について検査することができる。VL値をもつDQ信号は、ヌルまたは「0」ビットとして記録することができ、VH値にあるDQ信号は、非ヌルまたは「1」ビットとして記録することができる。従って、図2では、0のビット302と、それに続く第2の0のビット304が、第1のDQSサイクル320と関連する。第1の0のビット302は、第1のDQSサイクル320の立ち上がりエッジ320Aと関連する。第2の0のビット304は、第1のDQSサイクル320の立ち下がりエッジ320Bと関連する。同様に、2つの1のビット306、308は、第2のDQSサイクル325と関連する。DQ信号は、2つのビット306、308の値を決定するために、第2のDQSサイクル325の立ち上がりエッジ325Aおよび立ち下がりエッジ325Bにおいて検査することができる。0のビット310および1のビット312は、それぞれ、第1の部分または立ち上がりエッジ330Aおよび第2の部分または立ち下がりエッジ330Bとともに、第3のDQSサイクル330と関連する。図2に示された具体的なビット値は、説明の目的で使用されているにすぎない。実際には、任意の適切なビット・パターンがDQ信号で搬送できる。DQ信号は、第1のDQSサイクル320の立ち上がりエッジ320Aの間に検査されるので、第1のビット302は、第1のDQSサイクル320の第1の部分に関連すると見なすことができる。同様に、DQ信号は、第1のDQSサイクル320の立ち下がりエッジ320Bの間に検査されるので、第2のビット304は、第1のDQSサイクル320の第2の部分と関連すると見なすことができる。
シングル・データ・レート(SDR)信号では、DQ信号は、DQS信号と同じ周波数でサイクルし、DQSサイクル当たり2ビットではなく、DQSサイクル当たり1ビットのみとなる。従って、DDRデータ・ストリームは、同じ数のDQSサイクルにおいて、SDRデータ・ストリームの2倍の数のビットを送信することができる。
データ源10は、データ・ビットと、ヘッダや同期ビットなどのようなメタデータ・ビットとの、2つのタイプの入力情報を含むDDRデータを提供するように構成することができる。DDRデータ・ストリームは、DQSサイクルの第1半部および第2半部の双方の間に一定のビット・ストリームを含むことができ、DQ信号における測定点はサイクルの間に2回発生し、それにより、DQSサイクルの「半部」または一部当たりに1ビットの情報の伝達を可能にする。
図3を参照すると、図2のデータ・ストリーム300のDQ信号の値が、ビット・シーケンスで表されている。DQ信号からのビットが、順に列挙され、セパレータ318は、DQS信号のサイクルの変わり目を示す。従って、第1のDQSサイクル320の第1の部分と関連した0のビット302が、第1のビットとして出現する。同様に、第1のDQSサイクル320の第2半部と関連した0のビット304が、第2のビットとして出現する。残りのビット306、308、310、312も、順序通りに出現する。更なるビットも、示された第3のサイクル330を越えて更なるDQSサイクルに対して順序通りに継続する。
図1に戻ると、デマルチプレクス・コンポーネント14は、着信DDRデータ・ストリーム12を分岐または分離またはデインタリーブ(deinterleave)して、2つのSDRデータ・ストリーム16、18にするために使用する。デマルチプレクス・コンポーネント14は、複数の方法を使用してDDRデータ・ストリームを調整するように適合される。幾つかの実施形態では、DDRデータ入力は、連続的なSDRデータ・ストリームに変えられ、その場合、ビット情報は、DQS信号の1つの部分だけで送信される。DDRデータは、DQSクロック・サイクルの第1および第2の半部の両方を用いて搬送することができるので、その結果としてのSDRデータ・ストリームは、同じ時間内でDDRデータ・ストリームと同じ量のデータを送信するには、DQS周波数の2倍の周波数で動作しなければならない。好ましくは、デマルチプレクス・コンポーネント14は、DDRデータ・ストリーム12を2つの並列のSDRデータ・ストリームに分けることができる。
SDRデータ・ストリーム16、18を生成するためのビットの選択は、任意の適切な方法で行うことができる。幾つかの実施形態では、第1および第2のSDRデータ・ストリームは、同じDQSサイクルに基づいて、DDRデータ・ストリームの多くの連続ビットを交互に搬送することができる。一例として、図3を参照すると、第1のSDRデータ・ストリームは、第1のDQSサイクルに関連するビット302、304を連続的に含むことができ、第2のSDRデータ・ストリームは、第2のDQSサイクルに関連するビット306、308を連続的に含むことができる。従って、4つの入力DDRビットに対して、2つのストリームの各々における2つの出力ビットが、2つのDQS間隔にわたって生成され、それによりDDR入力のデータ・レートを保つ。
上述のように、DDRデータ・ストリームを分ける幾つかの方法の何れでも使用することができる。図4は、デマルチプレクスされたシーケンス(デマルチプレクス済シーケンス)300の非限定的(限定することを意図しない)なか例示的な出力を示す。第1のSDRデータ・ストリーム340は、各DQSサイクルからの情報の2つのビットの第1のものから成るビット・シーケンスを含む。従って、第1のDQSサイクル320の第1半部のビット情報である0のビット302は、第1のSDRデータ・ストリーム340の第1のビットのビット情報を構成する。同様に、第2のDQSサイクル325の第1半部から取得されたビットである、1のビット306は、第1のSDRデータ・ストリーム340の第2のビットのビット情報を構成し、そして、これはDDRデータ・ストリームに存在するビットの数だけ同様に継続していく。反対に、第1のDQSサイクル信号320の第2半部のビット情報である0のビット304は、第2のSDRデータ・ストリーム350の第1のビットを構成し、これ以降も同様に構成されていく。
従って、DDRデータ・ストリームは、2つのSDRデータ・ストリームを生成することによりデマルチプレキシングすることができ、各SDRデータ・ストリームのビット情報は、DDRデータ・ストリームのDQSサイクルの交互する半部から取得される。従って、第1のSDRデータ・ストリームは、すべてのDDR DQSサイクルの第1半部と関連するビットを含むことができ、第2のSDRデータ・ストリームは、すべてのDDR DQSサイクルの第2半部と関連するビットを含むことができる。DQSサイクルの或る半部からのビットの選択、および或るSDRデータ・ストリームとの関連づけは、デマルチプレキシング・ユニットまたはユーザにより選択することができ、必ずしも特定のデータ・ストリームやDQSサイクルの半部に対応する必要はない。
従って、図1を再び参照すると、第1のSDRデータ・ストリーム16は、DQSサイクルの第1または第2の半部からのビットだけを含むことができる。各DQSサイクルの他方の半部は、第2のSDRデータ・ストリーム18へ提供されることができ、それにより、DDRデータ・ストリーム12と同じDQS周波数で2つのSDRデータ・ストリームを生成する。示した例では、各DQSサイクルの第1半部からのビットは、第1のSDRデータ・ストリーム16を構成し、各DQSサイクルの第2半部からのビットは、第2のSDRデータ・ストリーム18を構成する。DQSの半部、および対応するSDRデータ・ストリームは、異なる実施形態では異なり得る。
従って、デマルチプレクス・コンポーネント14へ提供されるDDRデータ・ストリーム12は、デマルチプレクス・コンポーネント14によりデマルチプレクスまたは分割または分岐させられて、2つのSDRデータ・ストリーム16、18となる。デマルチプレクス・コンポーネント14は、DDR DQSサイクルの2つの部分の各々からのビットが、同じクロックまたは増分型信号で並列のSDRデータ・ストリームとしてデマルチプレクス・コンポーネント14を出て行くように、第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18を生成するように、構成できる。従って、第1のSDRデータ・ストリーム16が、DDRデータ・ストリーム12の各DQSサイクルの第1の部分からのビットを含み、第2のSDRデータ・ストリーム18が、第2の部分からのビットを含む場合、各DDR DQSサイクルからの2つのビットは、第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18に沿って同時に提供される。従って、ANDゲート20は、DDRデータ・ストリーム12からの一つのDQSサイクルの異なる部分を検出または比較することができる。DDRデータ・ストリーム12は、交互しない形式(unaltered format)で、遅延コンポーネント30へ提供されることもできる。
第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18は、ANDゲート20へ提供される。示された実施形態ではANDゲートが使用されるが、OR、XAND、およびXORゲートなどのような他の論理デバイス、ならびにそれらの組合せも、遅延コンポーネントと共に又は遅延コンポーネントなしに、使用することができる。図1では、ANDゲート20は、SDRデータ・ストリーム16、18の両方を受信し、所定のビット対またはビット・ペア(ビット対)値の検出に応答するように構成される。知られたデジタル論理演算に従って、ANDゲート20の出力は、第1のSDRデータ・ストリーム16が論理ロー値であり第2のSDRデータ・ストリーム18が論理ハイ値のときに限り、論理ハイ値を取り、それ以外の場合、ANDゲート20の出力は論理ロー値を取る。図1の実施形態に示されるように、ANDゲート20は、第2のSDRデータ・ストリーム18の1または非ヌルのビットと、その反対のもの、第1のSDRデータ・ストリーム16の0またはヌルのビット、との存在を記録するように構成でき、他のゲートおよび/または論理デバイスも使用することができ、それには、SDRデータ・ストリーム16、18のより多くのまたは異なるビット・シーケンスを検出するための示されたANDゲートの再構成も含まれる。非限定的な一例として、第1または第2のSDRデータ・ストリームのみを観測することもできる。他の実施形態では、デマルチプレクス・コンポーネント14と1または複数の論理デバイスとの間の遅延コンポーネント30のような1または複数の遅延コンポーネントなどのような、他のコンポーネントを導入することもできる。ある実施形態では、DDRデータ・ストリームは、2より多くのSDRデータ・ストリームへとデマルチプレクスすることができる。そのような実施形態は、データ・ストリームのインテグリティを維持するために、異なるレートまたは周波数のクロック信号を有し得る。
データ・ストリームは連続的なビット・シーケンスを含むので、データ・ワードと呼ばれる個別のデータ・セグメントの形成は、データ操作を実行する際に有利である。データ・ワードの開始および/または終了を指定または画定するために、好ましくは反復パターンであるシーケンス情報が、DQSサイクルの指定された半部を用いてデータ源10により送信されることができる。幾つかの実施形態では、シーケンス情報は、メタデータ、同期、またはフラグ・ビットと見なすことができ、このメタデータ、同期、またはフラグ・ビットは、データ・ワードの指定された開始または終了について宛先コンポーネントに通知し、また、本質的に各データ・ワードのサイズも同様に伝達するものである。従って、幾つかの実施形態では、DDR DQSサイクルの第1半部に関連したビットは、一例として、データ源からの感覚データ(sensory data)を提供することができ、DDR DQSサイクルの第2半部に関連したビットは、感覚データ・ビットから成るワードの開始および/または終了を示すことができるビットを含むことができ、このビットは、その存在によりまたは適切なパターンにより、感覚データ・ビットから成るワードの開始/終了を示すことができる。他の実施形態は、具体的な実施形態にとって有利なように、データおよび/またはメタデータの異なる構成を有することができる。
示された実施形態では、ANDゲート20は、第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18を受信し、その中で所定のビット・パターンを検出するように適合される。上述のように、第1のSDRデータ・ストリーム16は、そのビット値の反転について評価されることができる。従って、ヌル・ビットは、ANDゲート20の条件を満たすことができるが、非ヌルのビットは、条件を満たさない。特定のビット・パターンおよび/またはビット・パターンの長さは、検出に使用される論理デバイスの選択に応じてシステム毎に変化し得る。異なるイベント、条件、情報、データ形成などを表すために、異なるビット・パターンが使用される。非限定的な一例では、ANDゲート20は、第1のSDRデータ・ストリーム16におけるヌルまたは0のビットが、第2のSDRデータ・ストリーム18における対応する非ヌルまたは1のビットを伴って発生するときに、それを判定することができる。そのような発生は、第2のSDRデータ・ストリーム18におけるデータ・ワードの開始または終了を示すことができる。
図5を参照すると、後述されるタップ(tap)を含む例示的なストリーム390が示されている。例示的なデータ・ストリーム390では、第1のSDRデータ・ストリーム360は、データ源が生成してストリームとして送信したビット361、362、363、364、365、366、367、368、369のシーケンスを含む。幾つかの実施形態では、このビット・シーケンスは、DDRデータ・ストリームのDQSサイクルの第1または第2の半部に関連したビットに由来する。第2のSDRデータ・ストリーム360からのビットは、第1のSDRデータ・ストリーム370におけるタップの開始または終了を示す、非ヌルまたは1のビット371などのような、メタデータ、信号、またはフラグ・ビットを、運ぶことができる。ある実施形態では、第1および第2のSDRデータ・ストリーム360、370は、交互して連続的したビットを含むことができる。従って、示されたパターンでは、DDRデータ・ストリームにおけるビットの順は、「0111011010010010」であり、示されるように交互にSDRデータ・ストリーム360、370へとデマルチプレクスされる。具体的には、DDRデータ・ストリームの第1のビットが、第1のSDRデータ・ストリーム360の第1のビット361である。DDRデータ・ストリームの第2のビットが、第2のSDRデータ・ストリーム370の第1のビット371である。DDRデータ・ストリームの第3のビットが、第1のSDRデータ・ストリーム360の第2のビット362であり、以降、同様の構成となる。図1に示された実施形態を参照すると、SDRデータ・ストリームにおけるタップの開始または終了を示すパターンを運ぶビットは、第2のSDRデータ・ストリーム17に対応するものであり、また、メタデータまたは同期情報を伝達することができ、ヘッダ・ビット値ペア(header bit value pair)として知られ得る。
図6は、第2の例示的なデータ・ストリーム490を示しており、データ・ワードは第1のSDRデータ・ストリーム460で搬送され、第2のSDRデータ・ストリーム470は、ヘッダやメタ情報を含むために使用される。指摘しない限り、エレメントの番号が100だけ増加したことを除いて、図6のエレメントは図5のエレメントと同じである(例えば、ビットはSDRデータ・ストリームの同じ連続的な位置を占める)。幾つかの実施形態では、図1のANDゲート20は、第1のSDRデータ・ストリーム16の0のビットと第2のSDRデータ・ストリーム18の1のビットとの同時の存在を検出するように構成されるので、第1のSDRデータ・ストリーム16は、8ビット・データ・ワードの前部、ビット0 461、に非データ・フラグ・ビットのを追加するように制限されることができる。その結果、8ビット・データ・ワードはヘッダ・ビット・ペア461、471を含み、このペアは、データ・ワードの開始を示すものてして、またはデータをデスキューする際に使用される。データ・ビットが第1のSDRデータ・ストリーム460にのみ存在する実施形態では、そのようなシーケンスの存在(シーケンス検出器は、そのようなシーケンスを検出するように構成される)は、第1のSDRデータ・ストリーム460のワードの開始および/または終了を示すことができる。第2のSDRデータ・ストリーム470にだけ存在する逆のケースも可能である。
非限定的な一例として、図1に示された実施形態では、第2のSDRデータ・ストリーム470が、第2のSDRデータ・ストリーム18に対応し、データ源10からのデータを含む。図6に示されるように、第1のSDRデータ・ストリーム460のビットは、シーケンス01011010を有することができる。同様に分かるように、第2のSDRデータ・ストリーム470のビットは、シーケンス10000000を有することができ、これらは、第1のDQSサイクルの第1の部分におけるヌルのビットと、第1のDQSサイクルの第2の部分における一つのメタデータまたはフラグ・ビットとを示している。他のシーケンスおよび配置も可能である。
図6を続けて参照すると、第1のSDRデータ・ストリーム460のヌル・ビット461と、第2のSDRデータ・ストリーム470の存在する非ヌル・ビット471とをペアにすることは、上述のようにSDRデータ・ストリーム460、470の順次に交互にしたビット位置に配置されたデータ・ワードの開始を示すことができる。幾つかの実施形態では、データ・ワードの第1のビット462は、第1のSDRデータ・ストリーム460のヘッダ・ビットの直後に続く。やはり、これらのビット・パターンは、データ源10により生成され、ANDゲート20により検出されるようにアプリオリ(a priori)に構成される。
加えて、所与のSDRデータ・ストリームのデータ・ワードの開始および/または終了は、一つのヘッダ・ビットを用いて通知されることができるので、感覚データまたは他の有用なデータを含むデータ・ストリームのデータ・ワードのサイズは、変化することができる。非限定的な一例は、8ビット・データ・ワードに対応する感覚データの組を含むことができ、データ・ワード・サイズは16ビットに変更される。同伴するヘッダ・ビット・ペア461、471は、データ・ワード・サイズが2倍にされたことを事前に知らなくても、16ビット・データ・ワードの開始において検出することができる。データ・ストリーム460、470からの16のデータ・ビットがデータ・アライニング・コンポーネント24により受信されて、別のヘッダ・ビット・ペアが次のデータ・ワードの開始を示した後にのみ、データ・アライニング・コンポーネント24は、以前のデータ・ワードのサイズを決定することができる。
加えて、ヘッダ・ビット・ペアは、データ・ワードの末尾にも配置されることができ、1つのデータ・ワードの終了および次への遷移を示すために使用することができる。同様に、望ましい場合、ヘッダ・ビット・ペアは、各データ・ワードの前および後に置かれることができ、その結果として、8ビット・ワードの境界を示すビットを含むようにして、8ビット・データ・ワードを送信するのに必要とされる全体のビット数を10ビットへと増加させる。ヘッダ・ビットの使用と、その後の好ましいヘッダ・ビット・ペア(1または複数)の廃棄とを管理して、それにより、データを適切に位置合わせ(アライニング)するために、適切な構成のデータ・アライニング・コンポーネント24または類似のデバイスが使用できる。従って、データ・ワード・サイズの絶えざる変化は、ヘッダ・ビット・ペアを用いて達成されることができ、連続するデータ・ワード間の変化にさえも対応し、その場合、適切なパターンまたはシーケンスが、開始ビットおよび/または終了ビットを示すことができ、それにより、コンポーネントがデータをデータ・ワードへと適切に位置合わせすることを可能にする。
従って、好ましくは、データ・ストリーム32などのような所与のデータ・ストリームにおけるデータ・ワードの開始または終了を示すメタデータ・ビットは、シーケンス検出信号22として、または別の形式で、バッファ記憶または保存することができ、コンポーネントにおいてデータ・ワードの開始および終了を同期させる。好ましくは、データ・ストリームのデータ・ビットは、追加的に、そのようにバッファ記憶または保存される。図1を参照して説明される例示的な一実施形態では、ANDゲート20は、データ・ワードの境界の少なくとも一つを示すヘッダ・ビット・ペアの存在を検出し、そのような位置を、シーケンス検出信号22の形式で、データ・アライニング・コンポーネント24へ伝達する。データ・アライニング・コンポーネント24は、シーケンス検出信号22に応答して、データ・ワードへと位置合わせするためにデータ・ストリーム32で搬送された可変数のビットを保存することができる。
非限定的な一例では、図6のシーケンスが図1のシステムにおいて使用される場合、データ・アライニング・コンポーネント24は、第1および第2のSDRデータ・ストリーム16/460、18/470からの第1のヘッダ・ビット・ペア461、471を検出すると、データ・ワードの開始を通知されるが、データ・ワードのビットの総数に関しては通知されない。なぜなら、後に続くデータ・ワードの関連するヘッダ・ビット・ペアが、ANDゲート20によりまだ検出されていないからである。従って、データ・アライニング・コンポーネント24は、データ・ワードの終端の境界に関して通知されるまで、データ・ストリーム32からのシーケンスを記録するように構成されることができる。データ・ワードを開始および終了させるビットを求めた後、データ・アライニング・コンポーネント24は、データ・ワードを形成することができ、幾つかの実施形態では、次のデータ・ワードのデータ・ビットの保存を開始するために、データが保持されていたバッファをフラッシュすることができる。
DDRデータ・ストリーム12は、遅延コンポーネント30へ供給されることができる。遅延コンポーネント30は、データ・ストリーム32を出力することができるが、好ましくは、データ・ストリーム32のDQSサイクル部分からビットを、デマルチプレクス・コンポーネント14から出て行くビットと比較して1または複数のDQサイクルだけ遅延させた後に、データ・ストリーム32を出力する。従って、ANDゲート20は、データ・ストリーム32に先立って、第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18の1つまたは複数のビット・ペアを検査することができる。従って、シーケンス検出信号22の生成は、データ・ストリーム32における関連するまたは示された対象ビット・パターンに先立って生じることができる。データ・アライニング・コンポーネント24は、遅延コンポーネント30により生成される遅延量に関して、アプリオリの構成によりデータを正しく位置合わせするように構成することができる。
データ・ストリーム32は、DDRデータ・ストリーム12またはそのデマルチプレクスされた部分の時間遅延バージョンとすることができ、デマルチプレクスする場合、遅延コンポーネント30は、DDRデータ・ストリーム12からのビットがデータ・ストリーム32として送信されることを1または複数のDQSサイクルだけ遅延させつつ、更にデマルチプレクスを達成する。従って、データ・アライニング・コンポーネント24によりデータ・ワードを形成するために使用されるデータは、選択された実施形態に応じて、SDRまたはDDRとすることができる。データ・アライニング・コンポーネント24は、シーケンス検出信号22との正確な関連づけを通じて、データ・ストリーム32により運ばれるデータ・ワードの境界を正しく示すように構成することができる。
再び図1を参照すると、ANDゲート20は、第1および第2のSDRデータ・ストリーム16、18を受信し、上述の検査演算を実行することにより、データ・ストリーム32におけるデータ・ワードの開始または終了を示すヘッダ・ビットの位置を求めるように適合することができる。その後、ANDゲート20は、所定のビット・パターンまたはヘッダ・ビットの存在を示すシーケンス検出信号22を送信することができる。
シーケンス検出信号22は、データ・アライニング・コンポーネント24へ提供されることができる。シーケンス検出信号22は、最初に遅延コンポーネント30を通過しなければならない、データ・ストリーム32で到着するビット・シーケンスに先行するヘッダ・ビットの存在を示す情報を、含むことができる。上述のように、ANDゲート20およびデータ・アライニング・コンポーネント24の構成に応じて、シーケンス検出信号22は、ストリームのデータをデータ・ワードへとアライニングするために役立つ幾つかの情報の何れかとして解釈することができ、それは、ストリームにおけるデータ・ワードの第1のビットの位置、データ・ワードの最終のビットの位置、およびそれらの組合せや、他の任意の適切な情報などである。加えて、シーケンス検出信号22は、遅延コンポーネント30により、または他の処理もしくはデータ転送工程のために、好ましくはデータ・ストリームから時間的にオフセットされているので、データ・アライニング・コンポーネント24は、データ・ストリーム32のデータを、それが関連するシーケンス検出信号22を用いて適切に同期させるように構成することができる。
データ・アライニング・コンポーネント24は、シーケンス検出信号22およびデータ・ストリーム32の両方を受信することができる。その後、両方を用いて、データ・アライニング・コンポーネント24は、データ・ストリーム32からデータ・ワードを生成することができる。固定または可変サイズのそのようなデータ・ワードは、アライニングされたデータ(アライニング済データ)26を含むことができる。アライニング済データ26は、記録および/または更なる処理のため、RAMやハード・ディスクなどのデータ記録コンポーネント28へ提供されることができる。
幾つかの実施形態では、ANDゲート20、データ・アライニング・コンポーネント24、およびデータ記録コンポーネント28は、一つのコンポーネントとすることができる。他の実施形態では、データ・アライニングととデータ記録との組み合わせたコンポーネントなどのような、他の組み合わせも可能である。幾つかの実施形態では、より多くのコンポーネント、例えばデマルチプレクス・コンポーネント14やANDゲート20など、を統合することもできる。従って、図1のエレメントは、別個のコンポーネントとして示されているが、システムの実施にとって有利なように、一体化するおよび/または組み合わせることができ、例えば、集積回路の幾つかの部分を含むことができる。
幾つかの実施形態では、シリアル・データが、DDRデータ・ストリーム12の形式でデータ源10から提供される。ある状況下では、並列のラインを通して送信される反復するデータのシーケンスは、互いに対してスキュー状態になることがあり得る。これは、例えば、長さや、異常状態や、送信器の処理速度に起因する伝送ラインにおける変動が、そのラインを介したシリアル・データの伝送レートを変化させる場合に生じる。図1を参照すると、データ源10は、そのようなシリアル・データ伝送の源と見なすことができる。示された実施形態では、データ源10は、単一のデータ伝送を表す。従って、DDRデータ・ストリーム12は、ある状況下では、スキュー状態のデータと見なすことができる。
データをデスキュー(de-skew)するため、「データ・アイ(data eye)」として知られるビットのグループを見つけることができる。データ・アイは、タップとして知られる、対象のビット・シーケンスの境界から最も遠いビットのグループである。従って、各タップについて、データ・アイの開始と終了との中間またはほぼ中間のビットが中央である。デスキュー・プロセスの一部として、データ・アイの場所の発見は、タップを順番に並べ、その中央を決定することにより達成することができる。加えて、データ・タップ間の境界に関する情報を評価することにより、データ・アライニング・コンポーネント24は、各タップの中央を決定し、役立つ処理および/または記録のためにデータをアライニングすることができる。従って、タップの開始または終了を指定することは、データ・アイを見つけるために役立ち得る。
システム1は、2つのモードで動作することができる。第1のモード、即ち「トレーニング・モード」の間、準備されたDDRトレーニング・データ・ストリームが、デマルチプレクス・コンポーネントへ提供される。DDRトレーニング・データ・ストリームは、準備されたビット・シーケンスであり、正確なパターンが、タップ間の境界を決定する間隔で発生する。示された実施形態では、ANDゲート20は、第1のSDRデータ・ストリーム16から0のビットが、第2のSDRデータ・ストリーム18からの対応する1のビットとともに検出された場合に、シーケンス検出信号22を送信するように構成される。従って、DDRトレーニング・データ・ストリームは、この特定のビット値ペアとその間の8個の完全なビットを含み、デマルチプレクス・コンポーネント14へ提供されることができる。データ・アライニング・コンポーネント24は、DDRトレーニング・データ・ストリームに応答して、シーケンス検出信号22の送信を記録するように構成することができる。従って、「トレーニング・モード」の結果として、データ・アライニング・コンポーネント24は、遅延コンポーネント30からのデータ・ストリーム32をオフセットするビットの数を決定することができ、タップの開始および終了を適切にフレームにおさめる(frame)することができる。その後、データ・アライニング・コンポーネント24は、データ・ストリーム32の少なくとも一部をバッファ記憶または保存し、データ・ストリーム32のタップの開始および終了を識別することができる。
図5の例示的なデータ・ストリームを参照して、8ビット・タップを含むトレーニングおよび通常動作シーケンスが説明される。トレーニングの間、8個の連続ビット毎の後にヘッダ・ビット値ペアを有するトレーニングDDRデータ・シーケンスが、デマルチプレクス・コンポーネント14へ提供される。従って、クロック・サイクルの間、ANDゲート20は、第1のデータ・ストリーム16におけるヌル・ビットおよび第2のSDRデータ・ストリーム18における非ヌル・ビットを有するヘッダ・ビット値ペアを検出する。後続の4クロック・サイクルは、上述のように、DDRデータ・ストリームの標準の通りに、クロック・サイクル当たり2ビットを有する8ビット・タップを含むことができる。4クロック・サイクルの後、別のヘッダ・ビット値ペアがANDゲートにより検出され、シーケンス検出信号22がデータ・アライニング・コンポーネント24へ送信される。
データ・アライニング・コンポーネント24は、DDRデータ・ストリームにおけるヘッダ・ビット値ペアの間隔に基づいて、8ビット・タップが受信されていることを判定するように適合することができ、また、適切にビットを指定してタップへ保存および/または送るようにできる。16ビットや32ビットなどのような他のタップ・サイズも、適切なトレーニング・パターンを使用して決定できる。
数回の反復の後、スキューされたデータを含み得るDDRデータ・ストリーム12が、データ源10から提供される。データ・アライニング・コンポーネント24は、ヘッダ・ビット値ペアがANDゲート20により検出された場合、シーケンス検出信号22の送信されたものを受信する。トレーニング期間中にタップ・サイズを確立しているため、データ・アライニング・コンポーネント24は、タップを形成し、データ・ストリーム32のデータ・アイを決定するように、適合することができる。幾つかの実施形態では、データ・アライニング・コンポーネント24は、遅延コンポーネント30により影響を受けた任意の数のクロック・サイクルだけ、開始または終了をオフセットすることができる。加えて、幾つかの実施形態では、データ・アライニング・コンポーネント24または他のコントローラ・コンポーネントは、タップをより良好にアライニングするために、遅延コンポーネント30を調整して、適切な数のクロック・サイクルだけデータ・ストリーム32をオフセットすることができる。
ある状況下では、タップの一部を形成する第1および第2のデータ・ストリーム16、18のデータは、ANDゲート20により検出されるパターンに配置された配列で正しいデータを送信することができる。そのような状況下では、シーケンス検出信号22は、次のタップの開始または連続するタップの境界を適切に示すために、時期尚早で、タップの開始後の早すぎるときに、データ・アライニング・コンポーネント24へ送信される。
幾つかの実施形態では、トレーニング期間中に提供された情報の結果として、データ・アライニング・コンポーネント24は、実際のヘッダ・ビット値ペアを示す別のシーケンス検出信号22を予期して、予定数のクロック・サイクルまで、データをバッファ記憶および保存し続けるように構成することができる。従って、シーケンス検出信号22のフォールス・ポジティブ(false positive)送信は無視することができ、タップは適切にフレームにはめられる。
幾つかの実施形態では、データ・アライニング・コンポーネント24は、更に多くのクロック・サイクルをバッファ記憶および/または保存して、データ・ストリーム32のより長いセグメントの分析に基づいて、何れのビット値ペアおよびそれらに対応するシーケンス検出信号22がタップの境界と正しく関連しているかを、また、シーケンス検出信号22の送信を引き起こした配列において生じたデータの結果が何れのものであるかを、決定することができる。従って、データ・アライニング・コンポーネント24は、規則的なサイズの有効なタップを見つけることができる。加えて、データ・アライニング・コンポーネント24は、タイプ・サイズが変更された時には、トレーニング中に発生した間隔とは異なる規則的な間隔で発生するヘッダ・ビット値ペアを見つけることにより、その変更を判定するように更に適合することができる。幾つかの実施形態では、トレーニング・モードは、まったく省略されることができ、データ・アライニング・コンポーネント24は、シーケンス検出信号22により示されるヘッダ・ビット値ペアの規則的な発生に基づいて、タップ・サイズを決定するように構成することができる。データ・アライニング・コンポーネント24は、ANDゲート20からのシーケンス検出信号22をトリガするヘッダ・ビット値ペアの発生の頻度に基づいて変化するように、タップ・サイズを動的に決定するように更に構成することもできる。
従って、データのアライニングは、ヘッダ・ビット値ペアによりマークされるデータ・ワードを形成すること、または規則的な間隔でのヘッダ・ビット値ペアの存在に基づいてのタップの境界を決定することである。
図7は、データ処理方法500の一実施形態を示すフローチャートである。方法500に関連して実行される様々なタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせにより実行され得る。説明の目的で、方法500についての以下の説明は、図1〜図6に関連して述べたエレメントに関するものとする。実際には、方法500の幾つかの部分は、説明されたシステムの異なる要素、例えば、データ・ストリーム・デマルチプレクス・コンポーネント14、ANDゲート20、または他の論理コンポーネント、またはデータ記録コンポーネント28により実行されることができる。方法500は、任意の数の追加または代替のタスクを含むことができ、図7に示されるタスクは、示した順序で実行される必要はなく、方法500は、本明細書で詳細には説明されない付加的な機能を有する更に包括的な手順またはプロセスへ組み込まれてもよいことを理解されたい。
最初に、DDRデータ・ストリームが、デマルチプレクス・コンポーネントにより受信される(502)。デマルチプレクス・コンポーネントは、DDRデータ・ストリームをデマルチプレクスすることにより、DDRデータ・ストリームを2つのSDRデータ・ストリームに分岐させる(504)。シーケンス検出コンポーネントは、第1のSDRデータ・ストリームと第2のSDRデータ・ストリームとのビットを評価して、データ・ストリームの一方または両方においてのビットのパターンまたはシーケンスを検出する(506)。例えば第1のSDRデータ・ストリームにおけるヌル・ビットが第2のSDRデータ・ストリームにおける非ヌル・ビットと同時に生じるなどのような、指定または所定のシーケンスまたはデータ・ペアが検出されると(506)、第1または第2のSDRデータ・ストリームまたはDDRデータ・ストリームなどのようなデータ・ストリームからのデータは、固定または可変のサイズのデータ・ワードへと、分離、分割、またはアライニングされる(508)。幾つかの実施形態では、データ・ストリームの少なくとも1つが、データをアライニングする前に、遅延コンポーネントにより遅延させられることができる。タスク508の間に実行されるアライメントは、SDRデータ・ストリームで検出される(506)所定のシーケンスまたはビット・ペアにより影響され指図される。加えて、オプションとして、データは、位置合わせ(508)された後、記録される(510)ことができる。
上記の詳細な説明では、少なくとも1つの例示的な実施形態が提示されたが、多数の変形が存在することを理解されたい。1または複数の例示的な実施形態は単なる例にすぎず、本主題の範囲、適用可能性、構成を限定しないことが意図されていることも理解されたい。上記の詳細な説明は、1または複数の例示的な実施形態を実施するための便利なロード・マップを当業者に提供するものである。特許請求の範囲で説明される本発明の範囲およびその法的均等物から逸脱することなく、要素の機能および構成に様々な変更が施され得ることを理解されたい。
Claims (3)
- データ・ストリームから個別のデータ・セグメントを生成するためのシステム(1)であって、
ダブル・データ・レート(DDR)・データ・ストリーム(12)を第1のシングル・データ・レート(SDR)・データ・ストリーム(16)と第2のSDRデータ・ストリーム(18)とに分けるように適合されたデマルチプレクス・コンポーネント(14)と、
前記デマルチプレクス・コンポーネント(14)に結合され、前記第1のSDRデータ・ストリーム(16)と前記第2のSDRデータ・ストリーム(18)の間でビット値を比較して、所定のビット配列の検出に応答して第1の信号(22)を生成するように適合されたビット検出コンポーネント(20)と、
前記DDRデータ・ストリーム(12)を受信し、前記DDRデータ・ストリーム(12)に対して遅延操作を実行して遅延データ・ストリーム(32)を生成するように適合された遅延コンポーネント(30)と、
前記遅延コンポーネント(30)と、前記ビット検出コンポーネント(20)とに結合され、前記第1の信号(22)に応答して前記遅延データ・ストリーム(32)をアライメントして配置するように適合されたデータ・アライニング・コンポーネント(24)と
を備えるシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記データ・アライニング・コンポーネント(24)に結合されたデータ記録コンポーネント(28)を更に備え、前記データ記録コンポーネント(28)は、前記第1の信号(22)に応答してデータを記録するように適合されたものである、システム。
- データをデスキューする方法であって、
データ源(10)からダブル・データ・レート(DDR)・データ・ストリーム(12)を受信するステップ(502)と、
前記DDRデータ・ストリーム(12)を、第1のシングル・データ・レート(SDR)・データ・ストリーム(16)および第2のSDRデータ・ストリーム(18)へとデマルチプレクスするステップ(504)と、
前記第1のSDRデータ・ストリーム(16)および前記第2のSDRデータ・ストリーム(18)においてビット値ペアを検出するステップ(506)と、
前記ビット・シーケンスの検出に応答して信号(22)をデータ・アライニング・コンポーネント(24)へ送信するステップ(508)と、
前記DDRデータ・ストリーム(12)、前記第1のSDRデータ・ストリーム(16)、および前記第2のSDRデータ・ストリーム(18)の少なくとも1つを遅延させ、その結果として遅延データ(32)をもたらすステップと、
前記遅延データ(32)を前記データ・アライニング・コンポーネント(24)へ提供するステップと、
前記信号に応答して、前記データ・アライニング・コンポーネント(24)を用いてデータをアライニングし、それによりアライニング済データ(26)を生成するステップと
を備える方法。
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