[發明專利]容變周期性同步器

在審

• 申請號: 201310581732.X
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103838296A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 威廉·J·達利;斯蒂芬·G·特爾
• 申請（專利權）人: 輝達公司
• 主分類號: G06F1/12
• 分類號: G06F1/12
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 謝栒;魏寧

技術領域

本發明涉及電路，并且更具體地，涉及同步電路。

背景技術

許多數字系統具有多個時鐘域。因此，當信號從一個時鐘域移動到另一個時鐘域時，其必須被同步以避免亞穩定性和同步故障。如果兩個時鐘具有固定的頻率，那么兩個時鐘之間的相位關系是周期性的，以兩個時鐘的拍頻。通過利用該周期性的相位關系，周期性的同步器能夠比不得不處置跨時鐘中的至少一個以可變頻率進行操作的時鐘域的同步器更簡單、具有更低時延和更低的故障概率。

當時鐘中的至少一個以可變頻率進行操作時，同步器的設計更復雜。典型地，使用異步的先入先出（FIFO）利用周期性的時鐘來使在時鐘域之間傳遞的信號同步。對于FIFO存儲器引發大量面積開銷。因為必須通過多個觸發器使FIFO的經格雷編碼的輸入和輸出指針同步以跨時鐘域可靠地傳送信號，所以FIFO還添加數個循環的延遲。

因此存在對于解決與現有技術相關聯的這些和/或其他問題的需求。

發明內容

提供用于容變（variation-tolerant）同步的方法和系統。接收表示第二時鐘信號相對于第一時鐘信號的相位的相位值和表示第二時鐘信號與第一時鐘信號之間的相對周期的周期值。基于相位值和周期值計算與第一時鐘信號的下一躍遷相對應的、第二時鐘信號相對于第一時鐘信號的所推斷相位值。

附圖說明

圖1A示出根據一個實施例的、用于在時鐘信號采樣序列內定位邊沿指示的方法的流程圖。

圖1B示出根據一個實施例的、用于使用邊沿指示來檢測相位的方法的流程圖。

圖2A示出根據一個實施例的高分辨率相位檢測器。

圖2B示出根據一個實施例的、圖2A的時鐘延遲單元。

圖2C示出根據一個實施例的、圖2A的時鐘采樣單元。

圖2D示出根據一個實施例的、圖2A的邊沿檢測單元。

圖2E示出根據一個實施例的、圖2A的相位單元。

圖2F示出根據一個實施例的、圖2A的周期單元。

圖3A示出根據一個實施例的、兩個時鐘信號的波形。

圖3B示出根據一個實施例的、兩個時鐘信號的其他波形。

圖4示出根據一個實施例的、用于確定相位和周期的方法的流程圖。

圖5A示出根據一個實施例的另一高分辨率相位檢測器。

圖5B示出根據一個實施例的、圖5A的開環時鐘延遲單元。

圖5C示出根據一個實施例的、圖5A的時鐘采樣單元。

圖5D示出根據一個實施例的、圖5A的周期計算單元。

圖5E示出根據一個實施例的、圖5A的相位單元。

圖5F示出根據一個實施例的、圖5A的周期單元。

圖5G示出根據一個實施例的、用于確定相位和周期的方法的另一流程圖。

圖6A示出其中可實現各先前實施例的各種架構和/或功能性的示例性集成電路。

圖6B示出根據一個實施例的、用于使信號同步的方法的流程圖。

圖6C示出根據一個實施例的、兩個時鐘信號的波形。

圖6D示出根據一個實施例的、兩個時鐘信號的其他波形。

圖7A示出根據一個實施例的容變周期性同步器。

圖7B示出根據一個實施例的、圖7A的寄存信號單元。

圖7C示出根據一個實施例的、用于使信號同步的方法的另一個流程圖。

圖8示出在其中可以實現各先前實施例的各種架構和/或功能性的示例性系統。

具體實施方式

智能手機、平板電腦、膝上型電腦和其他移動設備中使用的處理器有時降低提供給一個或多個集成電路設備的供電電壓以降低功耗并延長電池再充電之間的時間。集成電路設備還可基于不同操作模式使到設備內的不同電路的電源電壓電平發生變化。電源電壓還可以由于由部件所激起的供電電流的瞬變而改變。隨著電源電壓電平的降低，取決于特定電源電壓電平的任何時鐘信號可以以較低頻率進行操作。當電源電壓電平增加時，時鐘信號的頻率也增加。因為時鐘頻率可根據電源電壓電平而變化，所以無法依靠于依賴不同時鐘域之間的固定關系的常規同步技術用于在其中時鐘中的至少一個具有可變頻率的時鐘域之間傳送信號。

雖然時鐘頻率可響應于變化的電源電壓電平而變化，但是本文所描述的技術也可應用到時鐘頻率出于其他原因而變化的情形。例如，時鐘頻率可隨著溫度變化而變化或作為編程的結果而變化。