[发明专利]时钟域之间的数据传输

说明书

本发明公开了一种用于在数字系统中从第一时钟域(2)向第二时钟域(4)传输数据信号(data_a)的装置。所述装置包括用于从第一时钟域(2)接收输入信号data_a的信号输入元件(6,7)；用于存储输入信号(data_a)的元件(6,7)，以及用于向第二时钟域(4)传输输入信号(data_a)的元件(12,13)，所述传输输入信号遵循于第二时钟域(4)的时钟信号(ck)的转换。

技术领域

本发明涉及在数字系统中时钟域之间传输数据的系统和方法，尤其是时钟域是非同步的。

背景技术

在不同的电子系统中，例如无线(例如蓝牙)系统，存在两个或多个非同步时钟域需要至少偶发地彼此通讯。这些时钟域可以运行在不同频率，例如，中央处理器可以运行在高频率，一个或多个外围设备运行在低频率。此外，其中一个时钟域可以在其未被应用时为了节约电能而进入不活动周期，例如休眠或者待机模式。这是典型的快时钟域，在此周期内慢时钟域用作计时器。在此周期内，两个时钟域之间通常没有通讯。

当数据信号需要从一个时钟域传输至另一时钟域时，已知系统采用“握手”过程，其中时钟域协商参数，例如通过使用忙碌标志，来建立接收时钟域准备从产生时钟域接收信号。其对于在接收时钟域的安全周期内信号能够由的时钟域传输是必需的，例如远离接收时钟域内数据发生改变的转换(其中时钟由0变1或者由1变0)，从而避免信号讹误或系统的亚稳态。然而，已知的握手过程相对较慢，这是由于其需要时钟域的多周期来获得它们之间的同步，还需要全部时钟域同时启动。由于过程中需要全部时钟域保持运行，从而需要消耗大量电能。

此外，如果时钟域的数据信号的传输是无效的或者时钟信号太慢以至于不能捕捉数据信号，即与时钟周期相比，输入数据信号是有效的，随后需要产生时钟域保持长时间的有效来等待用于接收时钟数据的合适时间以接收数据信号，在此期间，产生时钟域的数据信号很可能变为无效，意味着将不能传输信号。因此，这将会导致数据丢失，以及消耗不必要的电能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的系统和方法，用于微处理器系统中两个时钟域之间的通讯。

根据本发明的第一方面，提供一种在数字系统中从第一时钟域向第二时钟域传输数据信号的装置，所述装置包括：

用于接收第一时钟域的输入信号的信号输入元件；

用于储存输入信号的元件；以及

向第二时钟域传输输入信号的元件，所述传输输入信号遵循于第二时钟域传输的时钟信号的转换。

本发明还提供一种在数字系统中从第一时钟域向第二时钟域传输数据信号的方法，所述方法包括：

从第一时钟域接收输入信号；

储存输入信号；

向第二时钟域传输输入信号，所述传输输入信号遵循于第二时钟域的时钟信号的转换。

通常，第一时钟域包括第一时钟，以及第二时钟域包括第二时钟，所述第一时钟和第二时钟是非同步的。第一时钟域和第二时钟域可以具有不同的频率；即第一时钟域的频率高于第二时钟域或者相反。数据信号可以配置为在第二时钟的每个或者全部正转换和负转换时传输。然而，优选地，数据信号在正转换时传输。

通过储存输入信号并随后将其向第二时钟域传输，所述设备配置为应对：当第二时钟域无效或者等待第二时钟域的转换(如果等待时间远长于输入信号有效并被接收的时间)时，从第一时钟域接收输入信号，即无需像传统握手过程一样，第一和第二时钟域必须同时有效。因此，由于第一时钟域仅仅需要在输入信号被接收的时间周期内有效，以及第二时钟域仅仅需要在向第二时钟域传输输入信号时有效，系统的电能消耗显著减小；时钟域在非必要时长内也无需保持有效，例如等待另一时钟域变为有效期间。