可配置的同步或异步接口制造技术

一种允许在公共总线上进行同步和异步通信的系统结构和方法。通过总线使用同步接口而能够进行可靠同步通信的部件配置为同步通信。通过要求不可接受的减少系统时钟频率获得同步通信的部件配置成异步通信。总线控制器方便了总线仲裁，部件之间的同步到同步通信，同步到异步通信，异步到同步通信，以及异步到异步通信的转移。为适应物理布局的依赖，部件包含可以配置为同步或异步通信的总线接口，使得当布局完成后就可确定通信是同步的还是异步的。是使用同步通信还是异步通信接口的确定还具体要依靠实际的系统性能，从而方便动态配置以最优化系统性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景1.专利
本专利技术涉及系统和电路设计的领域，特别是，能够进行同步或异步总线通信的总线接口结构。2.相关现有技术描述按照惯例，系统设计中的一个基本设计选择是系统通信，尤其是通过系统总线的通信，是同步还是异步通信。同步设计通常比异步设计提供的数据传输更快，但同时也引入实质的设计限制。时钟相位偏差和回转必须在同步设计中进行很好的控制，因为同步设计假设系统中的每个功能部件通过一个公共时钟参考工作。在一个同步设计系统中，传输设备被配置为在一段特定的持续时间或阶段，相对于活动的系统时钟边缘，提供数据给总线。与此相似，接收设备被配置为在特定相对于活动的系统时钟边缘的阶段从总线接收数据。在为高级高性能总线(AHB)，一种集成电路中常用的高性能总线，制定的高级微控制总线结构(AMBA)规范中，“主”设备在系统时钟上升边缘将地址或数据信息放到总线上，“从”设备在同一系统时钟的的下一个上升时钟边缘读取信息。假设系统时钟周期足够长，主设备放到总线上的数据在从设备读取时在总线上处于稳定状态。也就是说，通过设计，接收设备能够确保在系统时钟的特定阶段数据有效，能够即时读取和处理数据，无其它延时。然而，如果由于传输时延或其它因素，传输设备采用的“系统时钟”不同于接收设备采用的“系统时钟”，接收设备可能在数据处在转换状态时读取数据。现有技术中众所周知，放在不同位置的信号的实际的差异数或相位偏差数经常直到系统设计完成才能准确判断。在样本测试中，最大相位偏差的测定，典型的是通过测量分开最远距离，或最大传输时延的部件的系统时钟，再加上允许在最坏运行环境下的安全系数。基于这个最大相位偏差，可适当调整系统时钟的速率以确保分开最远的部件尽管是在该最大相位偏差的情况下也可进行可靠的同步通信。因为系统时钟对所有部件来说是公共的，然而，这种系统时钟的调整有效地将部件之间的所有总线通信限制在这种最坏情况。事实上，所有的部件被按彼此分开最远距离对待。在许多情况下，这种减少系统时钟速率以适应于部件分开最远距离的相位偏差导致不可接受的性能。在这种情况下，系统必须重新设计以减少最差相位偏差，典型的是重新安排功能部件的排列，如果重新排列不能充分解决问题，通过移除属性或功能以减少系统大小，进而减少部件间的最大间隔。现有技术中众所周知，主要系统重新设计的普通原因是不能取得一个规定的系统时钟速率。异步设计，另一方面，不依靠所有部件具有共同的系统时钟。一般地，部件具有独立时钟，因此相对于每个其他部件时钟的每个部件时钟的相位或相位偏差是无法确定的。概念上，在异步设计中，接收设备调整其操作以符合传送设备，其后，至少在下一个时钟周期，接收和传送设备达到“在同步”，出现可靠的数据传送。然而，接收系统为达到和发射机“在同步”的关系需要时间，然而，相对于相同系统时钟频率的同步设计，减少了有效的数据的吞吐率。方便地，然而，因为接收设备被配置为在有效地数据传送之前允许要求达到“在同步”的条件的时间，数据传送实质上独立于时钟相位偏差。在通常情况下，异步设计结构实质上独立于部件之间的分离。实际上，最大相位偏差限制被强加，进而，最大分离被强加，以达到可接受的性能和简化接收系统达到“在同步”关系所要求的处理。专利技术概述本专利技术的一个目的是，在系统级上，提供一个优化数据吞吐的系统结构和方法。本专利技术的更进一步的目的是提供一个允许提供同步总线通信，而不用限制所有部件的最坏情况时钟相位偏差条件的系统结构。本专利技术的更进一步的目的是提供一个可配置为同步或异步通信的总线接口设备。这些目的和其它是通过提供一个允许同步和异步通信在一个公共总线上的系统结构和方法获得。能够通过总线使用同步接口可靠地通信的部件被配置为同步通信。要求不可接受的减少系统时钟频率以获得同步通信的部件被配置成异步通信。总线控制器方便总线仲裁和部件间进行同步到同步，同步到异步，异步到同步，和异步到异步的转移。为了适应物理布局的依赖，部件包含一个可配置为同步和异步通信的总线接口，使得在布局设计完成后，就可确定通信是同步还是异步。确定同步还是异步接口最好根据实际的系统性能，从而方便动态重新配置以优化系统性能。 附图说明本专利技术在更进一步细节内解释，并通过例子，和参考附图，其中图1描述了一个按照本专利技术允许在一个总线上进行同步和异步通信的系统的实例结构图。图2描述了一个按照本专利技术可配置为同步或异步通信的总线接口实例结构图。图3描述了一个按照本专利技术通过允许同步和异步通信的系统进行数据传输的实例流程图。贯穿所有附图，相同的参考数字指示相似或者相关的部件或者功能。专利技术的详细描述图1描述了一个按照本专利技术允许在一个公共总线上进行同步和异步通信的系统100的结构图。系统100包含了通过总线结构进行互相通信的多个的功能部件。为了便于理解，本专利技术利用范例呈现，一个总线事务的起始器110，和与起始器110进行通信的目标120。功能部件可以是起始器110或目标120，或者两者都是。存储部件，例如，典型的仅是目标120，因为存储部件通常不产生初始数据传输。在单处理器系统中的CPU，另一方面典型的仅是起始器110，因为通常它决定什么通信将发生。然而，如果CPU允许经由总线结构的中断，目标120将是中断的发起者。注意，利用该范例，作为起始器110和目标120的任务在需求的数据传输的方向(读/写，传送/接收)上是独立的。同样为了便于理解，本专利技术通过使用管理总线活动的集中总线控制器150，包括总线复用和仲裁，超时和出错处理，等等被呈现。对于本领域普通技术人员是明显的，本专利技术的原理适用于分布式的总线控制，其中，例如，仲裁和复用功能通过各个部件协作以最小化总线竞争获得。总线体系结构包括“广播”和“有向”总线。在广播总线中，多路部件通常直接连接总线，因此呈现在总线上的数据每个部件都可利用。在有向总线中，接到总线上的接口经由复用器选择哪个设备在按时在特定点上接到总线上。在图1中的示例系统100描述了的总线结构包含了一个用于与起始器110通信的有向的总线，和一个与目标120进行总线通信的广播总线，来描述，本专利技术的原理适用于有向通信，总线通信，或二者结合。系统100中的部件110，120为了经由总线进行通信都各自包含了一个接口适配器115，125。经由总线的通信包括数据，通过宽的箭头信号指示，以及控制信号，通过单个箭头信号指示。在起始器110的有向总线结构中，每个接口适配器115都在总线控制器150中有相应的接口模块116。数据和控制信号都在接口115与116之间通信。在目标120的广播总线结构中，为了控制信号每个接口适配器125都有相应的控制接口模块126，但是为与所有的目标120进行数据通信模块128提供了一个公共接口。根据专利技术的第一个方面，至少部件接口适配器115，125之一可以被配置提供同步和异步通信。优先的，各个接口适配器115，125可配置，以允许最大设计弹性，但是一些部件，如选择内存设备，可以限制为仅提供同步通信，以保证一定的性能水平。本专利技术的一个典型实施例是，功能部件110，120组成一个系统，如果被提供，总线控制器将被排列形成系统的物理结构，，在首选的系统时钟速率下使用同步通信不能进行可靠通信的部件110，120配置成异步通信。也就是说，如果特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
系统（１００）包括：多个功能块（１１０，１２０），和一个可被配置以方便多个功能块（１１０，１２０）之间通信的总线结构，其中，至少多个功能块（１１０，１２０）中的一个功能块包括一个可被配置成提供两种操作 模式其一的总线接口适配器（１１５，１２５），以便经由总线结构的通信在第一种操作模式下是同步的，在第二种操作模式下是异步的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：TA庞蒂尤斯，RH詹森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]