减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种减少同步转换输出（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　　ｏｕｔｐｕｔ，ＳＳＯ）变动的动态转向速率（ｓｌｅｗ　　ｒａｔｅ）控制装置与方法，于输出入总线（Ｉ／Ｏ　　Ｂｕｓ）传送信号时，用以降低因为瞬间复数个资料位（ｄａｔａ　　ｂｉｔ）同时转变为相同方向时所产生的电压噪声造成周期大小的变动量。该装置与方法先分析资料的型态，并且根据分析的结果以一转向速率控制对应表（ｍａｐｐｉｎｇ　　ｔａｂｌｅ）来决定符合该资料型态的转向速率控制设定，并且将此设定传送到每个相同电压的输出输入缓冲器（ＩＯ　　ｂｕｆｆｅｒ），以达到本发明专利技术降低ＳＳＯ变动量的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法，尤其是指一种降低在输出入总线中因复数个资料位同时转变为相同方向时所产生的电压噪声造成周期大小的变动量的动态转向速率控制装置与方法。
技术介绍
在现代愈来愈讲求快速的时代，数据处理趋向超高频，而愈来愈高的输出入(I/O)运作速率系统环境亦相对发展，而使同步转换输出(simultaneousswitching output，SSO)成为一个重要的课题。公知技术中，在输出入总线(I/O bus)上设计输出输入缓冲器(IObuffer)时，会遇到由同步转换输出(SSO)造成的信号变动噪声，尤其是在多个资料位同时由1切换到0或由0切换至1时(bits toggling)，也就是由高电位转为低电位，或由低电位转为高电位时，因传递的资料信号的电感效应(Inductance)，使流经的大电流会造成电源/接地端位准变动(bounce)，而造成有多种的输出输入缓冲器的转向速率(slew rate)，而变动(Jitter)愈大，有效的资料范围则愈小。若以四位输出输入缓冲器结构为例，图1显示当一个至四个资料位同时切换造成的位准变动噪声，其中曲线A表示一个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形；曲线B为两个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形；曲线C为三个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形；曲线D为四个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形。输出入资料信号间的电感效应会因为L×(di/dt)而造成压降，其中L为电感，di/dt为单位时间的电流变动。虽然电感L不变，但是愈多的资料位同时切换，压降仍随之愈大，如此是因为电源/接地位准变动依资料型态(datapattern)转换的现象造成的，因此，经由输出输入缓冲器输出的转向速率改变，而使SSO变动情形变大。如图2A为一输入至输出输入缓冲器的原始波形，而图2B显示因为输入资料位同时切换造成的输出转向速率变异，此SSO变动如图示的变异量e，其中显示有四个曲线A，B，C，D，分别代表不同情况下同时切换的资料位的位准变化。曲线A为最少个同时切换的资料位，曲线B为次多，至曲线D为最多的同时切换的资料位。在0/1信号切换时，电压的位准为一渐进式地上升(rising)或下降(falling)，并非急剧变化的波形，如图示，曲线A有一上升过程的曲线经过一平稳信号再成为一下降曲线，曲线B的位准变化为一稍微和缓的上升，经一平稳的位准，再为稍缓的下降曲线，曲线C为更为和缓的位准变化过程，而曲线D为更多的资料位同时切换的位准变化。上述显示在输入信号为不同情况下的0/1切换时，造成的转向速率变异量e会影响有效的资料(valid data)判断，如图示的数据段f。若于CPU的输出入总线，系统内存的传输，计算机系统各周边的I/O传输等高频传输的环境下作位信号同步转换输出(SSO)的动作，此数据段f更会因高频切换的动作而被压缩到不可判断的情况。公知技术中，愈多的资料位同时切换并拥有相同的资料型态(即曲线上升或下降)，会因为SSO效应造成的电源/接地位准变动现象而减低其输出的转向速率。在过去几年发展出很多的方法可以减低SSO效应与SSO变动(Jitter)。如美国专利No.5,229,657所述的控制同步转换输出噪声方法与装置，为了降低在IC的输出电路中的同步转换噪声(simultaneous switching noise)。如图3所示的输出保持缓存器(output holding register)电路图，其为设置于一IC中的输出保持缓存器30，其中包括有复数个触发器(flip-flops)301，302，303，304、信号线311，312，313，314、垫片321，322，323，324、三态控制器331，332，333，334。每个触发器可保有一位的数据，并分别藉由信号线311，312，313，314接收由一序列转移缓存器(serial shift register)300传送的资料。就触发器301而言，由时脉输入端CK接收由时脉信号线305传输的时脉信号，在此电路运作时，触发器301将来自序列转移缓存器300的资料位由其输入端D送至输出端Q，并经由一三态驱动器(tri-state driver)331转送至此电路的垫片(pad)321，此三态驱动器331的状态由控制信号线306来控制。除了触发器301直接由其时脉输入端CK接收时脉信号外，其它触发器302，303，304皆透过额外的电路或逻辑闸来延迟时脉信号，籍以解决资料位传达至垫片时因同步转换产生的噪声。更有一种前级驱动倾斜(pre-driver skewing)方法利用RC延迟来增加前级驱动器的倾斜率，籍以防止输出输入缓冲器在同步转换时产生的噪声。另有籍一低权重编码(low-weight coding)来同时降低开关位(togglingbit)的方式，来减低SSO的影响。而公知的输出输入缓冲器在正常运作时对前级驱动(pre-driver)或后级驱动(post-driver)为一固定的驱动能力，并不会消除因为多变的位切换造成的转向速率变异的效应。有鉴于此，本专利技术提出一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法，在不同资料位切换下利用资料型态补偿的动态转向速率控制方法来补偿转向速率(slew rate)的变异，此方法会动态调整输出输入缓冲器的驱动能力来修正转向速率，并依据资料型态来补偿其中的SSO效应。本专利技术的技术解决方案是一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置，于不同资料位(data bit)切换下藉一资料型态(data pattern)补偿的动态转向速率控制来补偿一转向速率(slew rate)的变异，藉该装置动态调整一输出输入缓冲器(I/O buffer)的驱动能力来修正该转向速率，并依据该资料型态来补偿其中的同步转换输出(SSO)效应，该装置包括有一资料型态侦测单元，侦测输入的一资料位切换讯号；一运算单元，电连接该资料型态侦测单元，并接收该资料型态侦测单元的输出资料；一转向速率控制对应表，电连接该运算单元，并接收该运算单元的输出数据；一转向速率控制总线，连接该转向速率控制对应表，并接收其输出资料；以及一转向速率控制单元，设置于该输出输入缓冲器中，以连接该转向速率控制总线，并接收其输出资料。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其中该运算单元为加法器，其中更包括有接收上升讯号的一第一加法器与接收下降信号的一第二加法器。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其中该转向速率控制对应表为该资料型态与该转向速率的对应表或为一可程序化(programmable)的转向速率控制对应表。本专利技术还提供一种减少SSO变动的动态转向速率控制方法，以动态调整一输出输入缓冲器(I/O buffer)的驱动能力来修正一转向速率，并依据一资料型态的分析来补偿其中的同步转换输出(SSO)效应，该方法的步骤流程包括有接收一资料位的切换信号，由一资料型态侦测单元接收；分析该资料位的切换信号的资料型态，判断该信号为上升或是下降的信号；执行运算；对照一转向速率控制对应表，以决定一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少ＳＳＯ变动的动态转向速率控制装置，其特征在于：于不同资料位（ｄａｔａｂｉｔ）切换下藉一资料型态补偿的动态转向速率控制来补偿一转向速率的变异，藉该装置动态调整一输出输入缓冲器的驱动能力来修正该转向速率，并依据该资料型态来补偿其中的 同步转换输出效应，该装置包括有：一资料型态侦测单元，侦测输入的一资料位元切换讯号；一运算单元，电连接该资料型态侦测单元，并接收该资料型态侦测单元的输出资料；一转向速率控制对应表，电连接该运算单元，并接收该运算单元的输 出数据；一转向速率控制总线，连接该转向速率控制对应表，并接收其输出资料；以及一转向速率控制单元，设置于该输出输入缓冲器中，以连接该转向速率控制总线，并接收其输出资料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊文，
申请(专利权)人：扬智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]