使用线性反馈移位寄存器的紧凑时间戳系统以及相关系统和方法技术方案

本发明专利技术描述了紧凑时间戳以及相关的方法、系统和设备。编码器被配置为通过对线性反馈移位寄存器(LFSR)的状态进行采样来生成本公开的紧凑时间戳。解码器可被配置为响应于该紧凑时间戳而确定定时信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用线性反馈移位寄存器的紧凑时间戳系统以及相关系统和方法优先权声明本申请要求2018年3月9日提交的名称为“CompactTimestampSystemUsingLinearFeedbackShiftRegisters(使用线性反馈移位寄存器的紧凑时间戳系统以及相关系统和方法)”的美国临时专利申请序列号62/641,112的提交日期的权益，并且要求2018年10月24日提交的名称为“CompactTimestamp,EncodersandDecodersThatImplementtheSame,andRelatedServices,SystemsandMethods(紧凑时间戳、实现其的编码器和解码器以及相关服务、系统和方法)”的待决美国专利申请序列号16/169,501的提交日期的权益，该申请还要求美国专利申请序列号62/641,112的优先权，这些申请各自的内容和公开据此全文以引用方式并入本文。
本公开的实施方案整体涉及用于数据传输的时间戳，并且更具体地讲，涉及从线性反馈移位寄存器生成的紧凑时间戳。
技术介绍
对所传输的数据(例如，从源微控制器或微处理器传输到目标主机)的准确加时间戳是在从源到主机的数据记录期间的常见任务。在定期采样数据系统(诸如马达驱动器或电池充电器)中，系统通常以固定速率执行控制周期中的代码，并且传输在给定控制周期中使用的数据的样本(例如，电压、电流、状态标志等)，以及其中发生该数据的控制周期(也称为“记号计数”)的某种关联。一些数据系统使用线性反馈移位寄存器(LFSR)的状态来编码和恢复可用于确定定时数据的计数。例如，图1示出了处于伽罗瓦配置的12位LFSR100，其由一系列移位寄存器单元组成，每个移位寄存器单元存储一位。在每个LFSR更新周期中，每个单元从先前单元的内容接收其输入，此处从右向左移位。当对系统进行计时时，所有单元的内容向左移位。非抽头的单元中的位未改变地向左移位一个位置。为抽头的单元中的位与最后(即，保持最高有效位的单元)单元102中的位进行XOR并且结果被存储在下一个位置中。最后单元102中的新位是用于XOR运算的下一个输入位。对是否执行XOR的选择由LFSR抽头104、106和108决定，这些抽头对应于LFSR的特征多项式中的非零项。例如，图1示出了具有特征多项式x12+x6+x4+x+1的12位LFSR100，其具有二进制表示“1000001010011”。LFSR100由本原多项式表征，该本原多项式产生周期为212–1＝4095的最大长度LFSR，从而覆盖除全零模式之外的所有值。如果LFSR100在采样数据系统上实现，其中记号技术0下的初始LFSR状态为“000000000001”，并且在任何后续记号下将LFSR状态发送到主机，则主机可使用基于LFSR状态的离散对数计算来恢复记号计数。LFSR大小越大，周期就越长。LFSR100可更紧凑地表示为LFSR110，其中在抽头之前未示出XOR门。值得注意的是，LFSR100和LFSR110是相同LFSR的不同表示。在数据系统在每个记号计数时传输单个位(例如，最后单元102中的输入位)的情况下，如果在没有丢失样本的情况下接收到d单个位的连续样本，则可以在接收N个连续输出位之后重建N位LFSR状态。本公开的专利技术人现在应当理解，在资源有限的系统中，在通信速度与处理器对于除准备和发送数据之外的活动(诸如发送记号计数或时间戳)可花费的时间之间存在折衷。此外，对于较小数据包(例如，约100字节或更小)，有效负载的空间有限，因此如果使用更多字节来加时间戳，则更少字节可用于实际数据，从而影响数据传输系统的通信带宽。因此，对于一些系统，另外具有足够周期的LFSR状态的大小使得其不适用于加时间戳。附图说明虽然本公开通过特别指出并清楚地要求保护一个或多个实施方案的权利要求作出结束，但本领域的普通技术人员可通过以下具体实施方式并结合附图容易地确定本公开的实施方案的各种特征、目的和优点：图1示出了根据本领域的开头的处于编码布置的线性反馈移位寄存器。图2A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的能够与数据传输系统一起使用的时间戳恢复系统的功能框图。图2B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的LFSR编码器的功能框图。图2C示出了根据本公开的一个或多个实施方案的被实现为选择和XOR门的采样函数。图3A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的软件LFSR解码器的简化框图。图3B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的软件LFSR解码器和状态恢复逻辑的简化框图。图3C、图3D和图3E示出了根据本公开的一个或多个实施方案的状态恢复逻辑的简化状态转变图。图3F、图3G、图3H和图3I示出了根据本公开的一个或多个实施方案的状态恢复逻辑的简化状态转变图。图3J、图3K和图3L示出了根据本公开的一个或多个实施方案的状态恢复逻辑的简化状态转变图。图4A和图4B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的恢复逻辑状态机的示例性操作的表。图5示出了根据本公开的一个或多个实施方案的具有被配置用于位选择的采样函数的LFSR编码器的功能框图。图6A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的多LFSR状态编码器的功能框图。图6B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的双LFSR状态编码器的功能框图。图6C示出了根据本公开的一个或多个实施方案的针对通过双LFSR编码器生成的时间戳的解码过程的流程图。图7示出了根据本公开的一个或多个实施方案的数据系统的功能框图。图8示出了根据本公开的一个或多个实施方案的数据系统的功能框图。具体实施方式在以下具体实施方式中，参考了形成本公开的一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实施本公开的实施方案的特定示例。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构、材料和过程的变化。本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、系统、设备或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。本文所呈现的附图未必按比例绘制。为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不意味着该结构或部件在尺寸、组成、配置或任何其他属性方面必须是相同的。应当容易理解，如本文一般所述并且在附图中示出的实施方案的部件可以许多种不同的配置来布置和设计。因此，对各种实施方案的以下描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。虽然实施方案的各个方面可在附图中呈现，但是附图未必按比例绘制，除非特别指明。以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本专利技术所公开的实施方案。使用术语“示例性的”、“通过示例”和“例如”是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开的范围限制于指定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供用于关联数据组的定时信息的编码器，所述编码器包括：/n一个或多个线性反馈移位寄存器(LFSR)，所述一个或多个线性反馈移位寄存器被配置为存储针对多个LFSR状态中的每个LFSR状态的LFSR状态信息的N个位，其中所述多个LFSR状态中的每个LFSR状态与定时信息相关联；/n一个或多个样本输出寄存器，所述一个或多个样本输出寄存器被配置为存储针对多个LFSR状态样本中的每个LFSR状态样本的LFSR状态样本信息的N

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180309 US 62/641,112;20181024 US 16/169,5011.一种用于提供用于关联数据组的定时信息的编码器，所述编码器包括：
一个或多个线性反馈移位寄存器(LFSR)，所述一个或多个线性反馈移位寄存器被配置为存储针对多个LFSR状态中的每个LFSR状态的LFSR状态信息的N个位，其中所述多个LFSR状态中的每个LFSR状态与定时信息相关联；
一个或多个样本输出寄存器，所述一个或多个样本输出寄存器被配置为存储针对多个LFSR状态样本中的每个LFSR状态样本的LFSR状态样本信息的Ny个位；和
一个或多个采样器，所述一个或多个采样器被配置为将LFSR状态信息的N个位减小到LFSR状态样本信息的Ny个位。


2.根据权利要求1所述的编码器，其中所述一个或多个采样器包括数字逻辑电路，所述数字逻辑电路被配置为：
将所述一个或多个LFSR的采样寄存器单元可操作地耦接到所述一个或多个样本输出寄存器的样本输出寄存器单元，其中所述采样寄存器单元是所述一个或多个LFSR的所有寄存器单元的子集；以及
向所述样本输出寄存器单元提供从所述采样寄存器单元的所述位导出的输出位。


3.根据权利要求2所述的编码器，其中所述数字逻辑电路被配置为：
对于所述采样寄存器单元的所述位执行一个或多个XOR运算；以及
向所述样本输出寄存器单元提供所述XOR运算的一个或多个结果。


4.根据权利要求2所述的编码器，其中所述数字逻辑电路被配置为响应于所述LFSR的每d个更新而向所述样本输出寄存器单元提供所述输出位，其中d是采样间隔。


5.根据权利要求1所述的编码器，其中所述一个或多个采样器被配置为提供至少m个连续LFSR状态样本，其中m*Ny>N，并且定时信息能够从所述至少m个连续LFSR状态样本恢复。


6.根据权利要求1所述的编码器，其中所述一个或多个采样器被配置为提供至少m个连续LFSR状态样本，其中m*Ny＝N，并且定时信息能够从所述至少m个连续LFSR状态样本恢复。


7.根据权利要求4所述的编码器，其中所述一个或多个采样器中的采样器被配置为响应于采样矩阵而将LFSR状态信息的N个位减小到LFSR状态样本信息的Ny个位。


8.根据权利要求4所述的编码器，其中所述一个或多个采样器中的采样器被配置为响应于至少一个位掩码而将LFSR状态信息的N个位减小到LFSR状态样本信息的Ny个位。


9.根据权利要求4所述的编码器，其中所述一个或多个采样器中的采样器被配置为响应于运行长度编码(RLE)定义而将LFSR状态信息的N个位减小到LFSR状态样本信息的Ny个位。


10.根据权利要求1所述的编码器，其中所述一个或多个LFSR包括单个LFSR。


11.根据权利要求1所述的编码器，其中所述一个或多个LFSR包括至少第一采样寄存器单元和第二采样寄存器单元，所述一个或多个样本输出寄存器包括至少第一样本输出寄存器单元和第二样本输出寄存器单元，并且所述一个或多个采样器包括至少第一数字逻辑电路和第二数字逻辑电路，其中：
所述第一数字逻辑电路将所述第一采样寄存器单元可操作地耦接到所述第一样本输出寄存器单元；以及
所述第二数字逻辑电路将所述第二采样寄存器单元可操作地耦接到所述第二样本输出寄存器单元。


12.根据权利要求11所述的编码器，其中所述一个或多个采样器被配置为在所述相同的采样间隔期间对所述第一采样寄存器单元和所述第二采样寄存器单元进行采样。


13.根据权利要求11所述的编码器，其中所述一个或多个LFSR的所述第一采样寄存器单元和所述第二采样寄存器单元的周期是相对主要的。


14.根据权利要求11所述的编码器，其中所述第一数字逻辑电路根据第一采样函数进行配置，并且所述第二数字逻辑电路根据与所述第一采样函数不同的第二采样函数进行配置。


15.根据权利要求1所述的编码器，其中所述一个或多个样本输出寄存器可操作地耦接到数据总线，所述数据总线被配置为接收所述一个或多个样本输出寄存器的输出位。


16.根据权利要求15所述的编码器，其中所述多个LFSR状态中的至少一些LFSR状态与数据传输系统的传输间隔相关联，并且所述一个或多个样本输出寄存器处的所述多个LFSR状态样本中的至少一些LFSR状态样本能够由所述数据传输系统访问。


17.根据权利要求15所述的编码器，其中所接收的输出位在串行位流中。


18.一种提供用于关联数据的定时信息的方法，所述方法包括：
响应于多个事件间隔中的一个或多个事件间隔而改变线性反馈移位寄存器(LFSR)状态的N个位；
响应于所述一个或多个事件间隔而将LFSR状态信息的N个位减小到LFSR状态样本信息的Ny个位，其中Ny<N；以及
响应于所述一个或多个事件间隔而提供LFSR状态样本信息和事件数据。


19.根据权利要求18所述的方法，还包括跳过所述多个事件间隔中的至少一个事件间隔，其中所述一个或多个事件间隔包括第一事件间隔和第二事件间隔，并且所述至少一个事件间隔介于所述第一事件间隔和所述第二事件间隔之间。


20.根据权利要求19所述的方法，其中跳过至少一个事件间隔包括跳过固定数量的事件间隔。


21.根据权利要求18所述的方法，其中所述一个或多个事件间隔包括至少两个连续事件间隔。


22.根据权利要求18所述的方法，其中提供所述LFSR状态样本信息和事件数据包括传输所述LFSR状态样本信息和事件数据。


23.根据权利要求18所述的方法，其中提供所述LFSR状态样本信息和事件数据包括在记录处存储LFSR状态样本信息和数据。


24.根据权利要求18所述的方法，还包括提供至少m个连续LFSR状态样本，其中m*Ny>N，并且定时信息能够从所述至少m个连续LFSR状态样本恢复。


25.根据权利要求18所述的方法，还包括提供至少m个连续LFSR状态样本，其中m*Ny＝N，并且定时信息能够从所述至少m个连续LFSR状态样本恢复。


26.根据权利要求18所述的方法，还包括响应于采样矩阵而将所述LFSR状态信息的N个位减小到所述LFSR状态样本信息的Ny个位。


27.根据权利要求18所述的方法，还包括通过以下方式将所述LFSR状态信息的N个位减小到所述LFSR状态样本信息的Ny个位：
响应于一个或多个位掩码而掩蔽所述LFSR状态信息的N个位中的至少一些；以及
响应于所述LFSR状态信息的N个位中的所述至少一些的每个掩蔽而组合所述LFSR状态信息的N个位中的未掩蔽位。


28.根据权利要求27所述的方法，其中组合所述LFSR状态信息的N个位中的未掩蔽位包括响应于LFSR状态信息的仅一位未掩蔽而选择所述LFSR状态信息的N个位中的未掩蔽位。


29.根据权利要求27所述的方法，其中组合所述LFSR状态信息的N个位中的未掩蔽位包括对所述LFSR状态信息的N个位中的所述未掩蔽位执行一个或多个XOR操作。


30.根据权利要求18所述的方法，还包括响应于运行长度编码(RLE)定义而将所述LFSR状态信息的N个位减小到所述LFSR状态样本信息的Ny个位。


31.一种提供用于关联数据的定时信息的方法，所述方法包括：
响应于多个事件间隔中的一个或多个事件间隔而改变第一线性反馈移位寄存器(LFSR)状态的N...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·萨奇斯，
申请(专利权)人：微芯片技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US