JPH10224334A - データサンプリング回路及びその方法 - Google Patents
データサンプリング回路及びその方法Info
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- JPH10224334A JPH10224334A JP33989897A JP33989897A JPH10224334A JP H10224334 A JPH10224334 A JP H10224334A JP 33989897 A JP33989897 A JP 33989897A JP 33989897 A JP33989897 A JP 33989897A JP H10224334 A JPH10224334 A JP H10224334A
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Abstract
設定する回路を提供する。 【解決手段】 データをクロックでサンプリングするデ
ータサンプリング回路において、クロックの立上がりエ
ッジでデータをサンプリングし、第1中間データ信号及
びエラー状態信号を発生する立上がりエッジサンプリン
グ回路20と、クロックの立下がりエッジでデータをサ
ンプリングし、第2中間データ信号及びエラー状態信号
を発生する立下がりエッジサンプリング回路30と、第
1及び第2中間データ信号とエラー状態信号とを受信し
て、エラー状態信号にエラーが無い場合は予め設定して
おいた方の前記中間データを出力し、エラーがある場合
にはエラーが無い方の前記中間データを選択して出力す
るエッジ選択回路40とを含んでなることを特徴とする
データサンプリング回路。
Description
回路に係り、より具体的にはデータとクロックを自動的
に最適な位相に調整するデータサンプリング回路に関す
る。
ック信号によりサンプリングされる。データ信号は、サ
ンプリングするクロックエッジの前後期間で論理が安定
化する必要がある。このような安定期間はそれぞれセッ
トアップ及びホールド時間と呼ばれている。
トアップ及びホールド時間の要件を満たさなければなら
ない。セットアップ及びホールド時間の要件は回路の搭
載される印刷回路基板(PCB)のレイアウトにより大
きく左右される。データのサンプリングタイミングはそ
れぞれの回路に対して設計者により手動でチェックされ
る。この工程は時間が掛かるだけでなく誤りの発生する
可能性も高くなる。
データとクロックを自動で最適な位相条件に設定する回
路の必要性が高まりつつある。本発明の目的は、そのよ
うな回路の提供にある。
する本発明のデータサンプリング回路は、クロックの立
上がりエッジでデータをサンプリングし、第1中間デー
タ信号及びエラー状態信号を発生する立上がりエッジサ
ンプリング回路と、クロックの立下がりエッジでデータ
をサンプリングし、第2中間データ信号及びエラー状態
信号を発生する立下がりエッジサンプリング回路と、第
1及び第2中間データ信号とエラー状態信号とを受信し
て、エラー状態信号にエラーが無い場合は予め設定して
置いた方の中間データを出力し、エラーがある場合には
エラーが無い方の中間データを選択して出力するエッジ
選択回路とを含んでなることを特徴とする。立上がり及
び立下がりエッジサンプリング回路は同じ回路構成であ
る。立上がり及び立下がりエッジサンプリング回路はデ
ータを遅延して第1遅延データ及び第2遅延データを発
生する第1、第2遅延回路と、入力データ及び第1、第
2遅延データをそれぞれサンプリングする第1〜3フリ
ップフロップと、第1、第3フリップフロップの出力を
論理演算してエラー状態信号を発生する論理回路とを備
える。論理回路は排他的論理和を行う。第1、第2遅延
回路のそれぞれの遅延時間は第1〜第3フリップフロッ
プのセットアップ及びホールド時間の和より長い。第1
及び第2中間データ信号の出力をオーバーライドするた
めにエッジ選択回路に手動で選択された多数の入力信号
をさらに備える。クロック信号の立上がりエッジ又は立
下がりエッジのうちいずれか一つを出力するために手動
選択に対応する手段をエッジ選択回路にさらに備える。
位相条件でサンプリングするデータサンプリング方法で
あって、クロックの立上がりエッジでデータ信号をサン
プリングし、第1中間データ信号及びエラー状態信号を
発生させる段階と、クロックの立下がりエッジでデータ
信号をサンプリングし、第2中間データ信号及びエラー
状態信号を発生させる段階と、そのエラー状態信号にエ
ラーが無い場合は予め設定しておいた方の前記中間デー
タを出力し、エラーがある場合にはエラーが無い方の前
記中間データを選択する段階とを含むことを特徴とす
る。第1又は第2中間データ信号及びエラー状態信号を
発生する段階は、入力データを遅延して第1、第2遅延
データを発生する第1、第2遅延段階と、入力データ、
第1、第2遅延データをそれぞれサンプリングして第1
遅延データから中間データ信号を発生するサンプリング
段階と、入力データと第2遅延データのサンプリングデ
ータを演算してエラー状態信号を発生する段階とを含
む。第1及び第2中間データ信号の出力をオーバーライ
ドする段階をさらに含む。オーバーライド段階に対応し
てデータ入力サンプリングのためのクロック信号の立上
がりエッジ又は立下がりエッジのうちいずれか一つを出
力する段階をさらに含む。
明の実施形態をより詳しく説明する。
ールド時間をモニタし、最適な位相を自動で選択する回
路を提供する。この特徴により、任意のクロック−出力
特性を有するデータ信号をサンプリングしたり、所定の
長さを有するワイヤを用いて信号をモニタすることがで
きる。
0のブロック図である。サンプリング回路10は立上が
りエッジサンプリング回路20、立下がりエッジサンプ
リング回路30及びクロックエッジ選択回路40を含
む。立ち上がりエッジサンプリング回路20と立ち下が
りエッジサンプリング回路30は同じ回路構成である。
立上がりエッジサンプリング回路20及び立下がりエッ
ジサンプリング回路30で入力クロックClkinの立上が
りエッジ及び立下がりエッジによりサンプリングされ
る。ここでもしセットアップ及びホールド時間の要件を
満たさなければ、エラー信号ErrIntが発生する。サンプ
リング回路20、30でサンプリングされたデータ及び
エラー信号はクロックエッジ選択回路40に伝送され
る。選択回路40において、エラー信号はサンプリング
データからスクリーニングされる。スクリーニングされ
た出力データ信号DataOutはプログラマブル論理回路
(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレー
(FPGA)などの他の論理ブロック(図示せず)に伝
送される。
路20及び立下がりエッジサンプリング回路30のサン
プリング回路の詳細回路図である。
nは遅延回路 TAUadv21及び TAUdly22により二回遅
延される。各遅延回路21、22の遅延時間は回路によ
り求められるセットアップ時間及びホールド時間の和よ
り長く選択されなければならない。すなわち、TAUadv>
=セットアップ時間+ホールド時間、TAUdly>=セット
アップ時間+ホールド時間である。したがって、入力デ
ータ信号はセットアップ時間及びホールド時間の二倍以
上遅延される。遅延回路21、22はエラー信号を検出
するのに用いられる。
はフリップフロップ27で入力クロックClkinによりサ
ンプリングされた後、中間データ出力Dataintとして選
択回路40に伝送される。立上がりエッジサンプリング
回路20は第1中間データを発生し、立下がりエッジサ
ンプリング回路30は第2中間データ信号を発生する。
入力データは、フリップフロップ26で入力クロックCl
kinによりサンプリングされ、遅延回路21、22によ
り二回遅延された入力データはDフリップフロップ28
で入力クロックClkinによりサンプリングされ、それぞ
れ排他的論理和(XOR)ゲート24に伝送される。X
ORゲート24の出力は出力エラー信号Errintであり、
クロックエッジ選択回路40に伝送される。
ける入力データDataInと入力クロックClkinとのタイム
チャートである。サンプリングのためにはクロックの立
上がりエッジ又は立下がりエッジが用いられるが、ここ
では立上がりエッジを用いる。次の4種のシナリオは入
力データDataInと入力クロックClkin信号が異なるタイ
ミングを有するとき、本発明による回路の反応状態を示
す。各シナリオにおいて、T(信号エッジ)は特定信号
の遷移エッジが発生する時間を示す。例えば、次のシナ
リオでT(クロックエッジ)はクロックの立上がりエッ
ジが発生する時間を示す。また、DataIn(1dly)は一回
遅延されたデータ、DataIn(2dly)は二回遅延されたデ
ータを示し、第1遅延回路の遅延量は TAUadv、第2遅
延回路の遅延量はTAUdlyである。DataIn(1dly)はデー
タを出力するために用いられるが、DataIn及び DataIn
(2dly)はエラーをモニタするために用いられる。
ジ]−ホールド時間<T[クロックエッジ]<T[ Dat
aIn(1dly)エッジ]+セットアップ時間であれば、タ
イミングエラーが発生し、エラー信号が確認される(論
理ハイ状態)。
[ DataInエッジ]−ホールド時間であれば、タイミン
グエラーは発生することなく、エラー信号が確認されな
い(論理ロー状態)。
[ DataIn(2dly)エッジ]+セットアップ時間であれ
ば、タイミングエラーは発生することなく、エラー信号
が確認されない(論理ロー状態)。
又は DataIn(2dly)エッジの位置に近接すると、タイ
ミングはクリチカルになり、エラー信号が確認される
(論理ハイ状態)。
In(2dly)]までの時間領域(保護領域)内にあると、
タイミングエラーが発生する。このような誤動作が発生
すれば、前記第1及び第4シナリオのエラー信号 Errin
tが確認される。
を説明する。
りエッジ又は立下がりエッジサンプリング回路20、3
0のいずれかから確認されると、選択回路40はサンプ
リング回路20、30のうち、エラーが発生していない
回路でサンプリングされた入力データを出力DataOutに
伝送する。
回路40のコードを下記の表1に基づいて説明する。
ンプリングのための特定クロックエッジを用いる場合、
ForceRise及びForceFall信号(図1)によりオーバーラ
イドすることができる。強制クロックエッジを選択する
過程は前記表1に示した状態マシーンコードの39行目
で始まる。
rceRise信号が確認され、ForceFall信号は確認されなけ
れば、データ入力サンプリングのために立上がりクロッ
クエッジが用いられる。一方、ForceRise信号は確認さ
れず、ForceFall信号が確認されると、データ入力サン
プリングのために立下がりクロックエッジが用いられ
る。また、ForceRise信号及び ForceFall信号の両方と
も確認されるか、両方とも確認されなければ、サンプリ
ング回路20、30で検出されたエラーの条件に基づい
て選択回路40によりクロックエッジが選択される。
を示した波形図である。同図において、Clkinは10M
Hzにセットされ、DataInはそれより若干速くセットさ
れる。したがって、クロックエッジはデータ信号エッジ
へ次第に接近する。約2.5μSでクロック立上がりエ
ッジが保護領域に入る。エラーフラグdErrRiseが確認さ
れ、エッジ選択回路40はUseRise/Fall=lowで表され
るクロック立下がりエッジを用いるために自動で切り換
える。
なわち、クロック立下がりエッジが保護領域に入る。エ
ラープラグdErrRiseが確認され、エッジ回路40はUseR
ise/Fall=highで表されるクロック立上がりエッジを用
いるために自動で切り換える。
データ信号を最適な位相で自動的にサンプリングできる
ので、設計者がデータのサンプリングタイミングを調整
する必要がなく、短時間で正確に位相条件を合わせるこ
とができる。
ャート。
ート。
Claims (11)
- 【請求項1】 データをクロックでサンプリングするデ
ータサンプリング回路において、 クロックの立上がりエッジでデータをサンプリングし、
第1中間データ信号及びエラー状態信号を発生する立上
がりエッジサンプリング回路と、クロックの立下がりエ
ッジでデータをサンプリングし、第2中間データ信号及
びエラー状態信号を発生する立下がりエッジサンプリン
グ回路と、第1及び第2中間データ信号とエラー状態信
号とを受信して、エラー状態信号にエラーが無い場合は
予め設定しておいた方の前記中間データを出力し、エラ
ーがある場合にはエラーが無い方の前記中間データを選
択して出力するエッジ選択回路とを含んでなることを特
徴とするデータサンプリング回路。 - 【請求項2】 立上がり及び立下がりエッジサンプリン
グ回路は同じ回路構成である請求項1記載のデータサン
プリング回路。 - 【請求項3】 立上がり及び立下がりエッジサンプリン
グ回路は、入力データを遅延して第1遅延データ及び第
2遅延データを発生する第1、第2遅延回路と、入力デ
ータ及び第1、第2遅延データをそれぞれサンプリング
する第1〜3フリップフロップと、第1、第3フリップ
フロップの出力を論理演算してエラー状態信号を発生す
る論理回路とを備える請求項2記載のデータサンプリン
グ回路。 - 【請求項4】 論理回路は排他的論理和を行う請求項3
記載のデータサンプリング回路。 - 【請求項5】 第1、第2遅延回路のそれぞれの遅延時
間は第1〜第3フリップフロップのセットアップ及びホ
ールド時間の和より長い請求項3又は請求項4記載のデ
ータサンプリング回路。 - 【請求項6】 第1及び第2中間データ信号の出力をオ
ーバーライドするためにエッジ選択回路に手動で選択可
能な多数の入力信号をさらに備える請求項1記載のデー
タサンプリング回路。 - 【請求項7】 クロック信号の立上がりエッジ又は立下
がりエッジのうちいずれか一つを出力するために手動選
択に対応する手段をエッジ選択回路にさらに備える請求
項6記載のデータサンプリング回路。 - 【請求項8】 データを正確なクロック位相条件でサン
プリングするデータサンプリング方法であって、 クロックの立上がりエッジでデータ信号をサンプリング
し、第1中間データ信号及びエラー状態信号を発生させ
る段階と、クロックの立下がりエッジでデータ信号をサ
ンプリングし、第2中間データ信号及びエラー状態信号
を発生させる段階と、そのエラー状態信号にエラーが無
い場合は予め設定しておいた方の前記中間データを出力
し、エラーがある場合にはエラーが無い方の前記中間デ
ータを選択する段階とを含むことを特徴とするデータサ
ンプリング方法。 - 【請求項9】 第1又は第2中間データ信号及びエラー
状態信号を発生する段階は、入力データを遅延して第
1、第2遅延データを発生する第1、第2遅延段階と、
入力データ、第1、第2遅延データをそれぞれサンプリ
ングして第1遅延データから中間データ信号を発生する
サンプリング段階と、入力データと第2遅延データのサ
ンプリングデータを演算してエラー状態信号を発生する
段階とを含む請求項8記載のデータサンプリング方法。 - 【請求項10】 第1及び第2中間データ信号の出力を
オーバーライドする段階をさらに含む請求項8に記載の
データサンプリング方法。 - 【請求項11】 オーバーライド段階に対応してデータ
入力サンプリングのためのクロック信号の立上がりエッ
ジ又は立下がりエッジのうちいずれか一つを出力する段
階をさらに含む請求項10に記載のデータサンプリング
方法。
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