[发明专利]用于主设备和异步从设备之间经由接口的通信的数据处理装置和方法

说明书

提供了用于根据主时钟信号操作的主设备和根据与主时钟信号异步的从时钟信号操作的从设备之间的通信的数据处理装置和方法。接口提供用于主设备和从设备之间的分组的传送的通信路径，主设备发起交易，其中每次交易包括多个传送，该多个传送包括从主设备至从设备的主传送和从从设备至主设备的从传送。与主设备相关联的从时钟副本生成器生成从时钟副本，该从时钟副本控制由主设备通过接口进行分组的发送的时序以及主设备对由从设备通过接口发送的分组的接收的时序。响应于预定触发事件，通过接口从主设备向从设备发出同步请求传送，同步请求传送具有能够由从设备识别的属性而不论同步请求传送是否与从时钟信号同步。响应于检测到同步请求传送，从设备通过接口发出至少指示了从时钟信号的频率的同步响应传送，并且从时钟副本生成器根据同步响应传送来至少确定从时钟副本的频率。此外，从时钟副本生成器参考选定从传送的分组的至少一部分来确定从时钟副本的相位，分组的所述至少一部分包含第一值与不同的第二值之间的至少一次变换。通过这种方式，对从时钟副本的相位的确定与对从时钟副本的频率的确定相脱离。

技术领域

本发明涉及用于主设备和异步从设备之间经由接口的通信的装置和方法。异步从设备是其时钟信号相对于主设备所使用的时钟信号异步的从设备。

背景技术

存在可用于主设备和从设备之间的通信的信号的数目受限的许多情形，并且在这样的情形中，每个多比特项的信息不得不以至少部分串行的方式进行传输。通常信息被布置为分组以用于主设备和从设备之间的传送，每个分组包括多个比特。主设备发起交易，每次交易包括多次传送，这些传送包括将分组从主设备发送至从设备的主传送以及将分组从从设备发送至主设备的从传送。

在这样的系统中，接口通常被称作串行接口，因为每个多比特项的信息是以至少部分串行的方式进行传输的。这样的串行接口通常还被称作减少引脚数接口，因为没有为待发送的多比特项的信息的每个比特提供单独的引脚。例如，如果每个信息项是32比特大小，则这样串行接口将通常具有远小于32个引脚，并且实际上在一些情形中将仅存在单个引脚，这样的接口被称作单线接口。

存在许多使用这些串行接口的情形，一个示例为主设备和从设备居留在不同芯片上的情形，特别是在接口尺寸的减小比总体性能更重要的低成本设备中。这样的串行接口还被用于支持诸如调试之类的辅助功能，其中并行接口的成本和尺寸通常是不可接受的。

在从设备的时钟信号相对于主设备的时钟信号异步的情形中，这产生了如何通过串行接口在主设备和从设备之间同步分组的传送的问题。在一些实现方式中，可以为主设备和从设备之间的时钟信号的传输提供单独的引脚。例如，提供双线调试接口是已知的，其中一条线用于主设备和从设备之间的分组的传送，而另一条线用于时钟信号的传输。

然而，对于减少设备外围的引脚数有着越来越高的要求，因而必须针对时钟信号的传输提供单独的信号线是不希望的。

存在多种已知的解决方案避免针对串行接口上的时钟信号的传输使用单独引脚的需求。一种已知技术是“源同步”技术，例如用于以太网、PCIe和SATA通信。根据此技术，发送侧(针对一些传送将为主设备，并且针对其他传送将为从设备)一直使用它自己的时钟并且以保证规则的数据边沿的方式对分组的数据进行编码(例如，通过使用曼彻斯特编码，8B/10B)。接收侧然后含有时钟恢复逻辑，该时钟恢复逻辑能够根据这些规则数据边沿重构原始时钟的副本，原始时钟的副本然后用于对分组中提供的数据进行采样。这可通过使用锁相环(PLL)电路等等来完成，而锁相环电路是较大且昂贵的并且一般需要精确的参考时钟。另一方式是对到来的数据进行过采样，但这要求接收侧上的高速时钟，该高速时钟不是在所有情形中都是可用的并且限制了接口上的最大链路速度。