專利名稱：一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬件電路設(shè)計(jì)技術(shù)，特別涉及一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路及方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著芯片集成度，復(fù)雜度和功能需求的增加，在很多數(shù)字電路系統(tǒng)中，芯片內(nèi)部各個(gè)功能模塊或處理器需要頻率和相位都不相同的異步時(shí)鐘信號(hào)，且這些芯片內(nèi)部各個(gè)功能模塊或處理器的異步時(shí)鐘信號(hào)之間可以相互轉(zhuǎn)換。
當(dāng)芯片正常運(yùn)行時(shí)，數(shù)字電路系統(tǒng)的主要功耗來源于信號(hào)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)功耗。為了減少數(shù)字電路系統(tǒng)因信號(hào)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)功耗，在功能模塊或處理器處于空閑或停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，將功能模塊或處理器的時(shí)鐘信號(hào)從較高頻率的工作時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換為較低頻率的待機(jī)時(shí)鐘信號(hào)，工作時(shí)鐘信號(hào)和待機(jī)時(shí)鐘信號(hào)是異步時(shí)鐘信號(hào)。
目前，異步時(shí)鐘信號(hào)間的轉(zhuǎn)換可以采用選擇器來實(shí)現(xiàn)。圖1為多路選擇器(MUX)實(shí)現(xiàn)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，假設(shè)MUX是一個(gè)兩路選擇器，通道1輸入的是快時(shí)鐘信號(hào)，通道2輸入的是慢時(shí)鐘信號(hào)，選擇器在時(shí)鐘選擇信號(hào)的控制下選定輸入通道，輸出時(shí)鐘信號(hào)為選定的輸入通道上的時(shí)鐘信號(hào)。比如當(dāng)時(shí)鐘選擇信號(hào)為1時(shí)，選定通道1為輸入通道，輸出時(shí)鐘信號(hào)為通道1上的快時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)MUX的時(shí)鐘選擇信號(hào)為0時(shí)，選定通道2為輸入通道，輸出時(shí)鐘信號(hào)為通道2上的慢時(shí)鐘信號(hào)。本文中，信號(hào)為1表示信號(hào)為邏輯高電平，信號(hào)為0表示信號(hào)為邏輯低電平。
圖2為在實(shí)際情況下MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生切換的狀態(tài)示意圖，如圖2所示，橫坐標(biāo)軸是時(shí)間軸，縱坐標(biāo)軸是幅度軸，從上到下各坐標(biāo)中的波形圖分別表示快時(shí)鐘信號(hào)201、慢時(shí)鐘信號(hào)202、MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)203、MUX的時(shí)鐘選擇信號(hào)204，其中，在MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)203上存在毛刺信號(hào)205，快時(shí)鐘信號(hào)201和慢時(shí)鐘信號(hào)202是異步時(shí)鐘信號(hào)。結(jié)合圖1，MUX的時(shí)鐘選擇信號(hào)204的初始狀態(tài)是為0，此時(shí)，MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)203為慢時(shí)鐘信號(hào)202；在t1時(shí)刻，MUX的時(shí)鐘選擇信號(hào)204上跳變?yōu)?，這時(shí)MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)203變?yōu)榭鞎r(shí)鐘信號(hào)201，從圖2中可見，當(dāng)MUX的時(shí)鐘選擇信號(hào)204在t1時(shí)刻由0變?yōu)?時(shí)，如果快時(shí)鐘信號(hào)201在t1時(shí)刻處于跳變沿的附近，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)毛刺信號(hào)205。
由此可見，在實(shí)際情況下，當(dāng)異步時(shí)鐘信號(hào)切換時(shí)，MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)會(huì)產(chǎn)生毛刺信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路，該電路能夠避免異步時(shí)鐘信號(hào)間切換時(shí)產(chǎn)生的毛刺信號(hào)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)方法，該方法能夠避免異步時(shí)鐘信號(hào)間切換時(shí)產(chǎn)生的毛刺信號(hào)。
為達(dá)到上述目的的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路，該電路包括狀態(tài)機(jī)、同步電路、開關(guān)單元和選擇器，其中，狀態(tài)機(jī)，用于接收外部輸入信號(hào)，在輸入信號(hào)的控制下產(chǎn)生不同的工作狀態(tài)，以控制輸出給同步電路的時(shí)鐘門控信號(hào)，以及輸出給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)；同步電路，用于接收時(shí)鐘門控信號(hào)和異步時(shí)鐘信號(hào)，保證時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)同步，并把輸出的同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給開關(guān)單元；開關(guān)單元，用于接收異步時(shí)鐘信號(hào)和來自同步電路的同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)，根據(jù)同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)打開或關(guān)閉異步時(shí)鐘信號(hào)，并將接收到的異步時(shí)鐘信號(hào)輸出給選擇器；選擇器，接收來自狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘選擇信號(hào)，根據(jù)時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)選擇輸入通道，輸出時(shí)鐘信號(hào)為來自開關(guān)單元的異步時(shí)鐘信號(hào)。
所述異步時(shí)鐘信號(hào)包括當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)和目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)，所述狀態(tài)機(jī)包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；所述狀態(tài)機(jī)處于第一狀態(tài)時(shí)，當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)為打開當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；當(dāng)狀態(tài)機(jī)由第一狀態(tài)切換為第二狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)機(jī)輸出當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)，輸出時(shí)鐘選擇信號(hào)選擇目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為選擇器的輸出，輸出目標(biāo)時(shí)鐘門控信號(hào)打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)。
所述選擇器為兩路或兩路以上選擇器，所述同步電路為兩個(gè)或兩個(gè)以上。
所述選擇器為兩路選擇器，所述同步電路包括第一同步電路和第二同步電路；所述開關(guān)單元為與門，包括第一與門和第二與門；所述異步時(shí)鐘信號(hào)包括第一異步時(shí)鐘信號(hào)和第二異步時(shí)鐘信號(hào)，所述時(shí)鐘門控信號(hào)包括第一時(shí)鐘門控信號(hào)和第二時(shí)鐘門控信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)處于第一狀態(tài)狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第一通道為輸入通道，發(fā)送給第一同步電路的第一時(shí)鐘門控信號(hào)為打開第一異步時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)送給第二同步電路的第二時(shí)鐘門控信號(hào)為關(guān)閉第二異步時(shí)鐘信號(hào)；第一同步電路接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)與第一時(shí)鐘門控信號(hào)，將與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第一與門；第一與門接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)和與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)，并做相與運(yùn)算后，將第一異步時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給選擇器并從第一通道輸入，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)為第一異步時(shí)鐘信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)切換至第二狀態(tài)所述狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在預(yù)設(shè)第一時(shí)刻有第一跳變沿，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第一通道為輸入通道，發(fā)送給第一同步電路的第一時(shí)鐘門控信號(hào)切換為關(guān)閉第一異步時(shí)鐘信號(hào)；
第一同步電路接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)與第一時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第一與門；第一與門接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)和與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)，并做相與運(yùn)算后，將無效信號(hào)發(fā)送給選擇器并在第一通道上輸入，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)為無效信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在預(yù)設(shè)第二時(shí)刻有第二跳變沿，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第二通道為輸入通道，第二時(shí)鐘門控信號(hào)為關(guān)閉第二異步時(shí)鐘信號(hào)；第二同步電路接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)與第二時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第二與門；第二與門接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)和與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)，并做相與運(yùn)算后，將無效信號(hào)發(fā)送給選擇器并在第二通道上輸入，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)為無效信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在預(yù)設(shè)第三時(shí)刻有第三跳變沿，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第二通道為輸入通道，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給第二同步電路的第二時(shí)鐘門控信號(hào)切換為打開第二異步時(shí)鐘信號(hào)；第二同步電路接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)與第二時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第二與門；第二與門接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)和與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)，并進(jìn)行與運(yùn)算后，將第二異步時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給選擇器并在第二通道上輸入，選擇器輸出時(shí)鐘信號(hào)為第二異步時(shí)鐘信號(hào)。
預(yù)先設(shè)置狀態(tài)機(jī)，在狀態(tài)機(jī)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，該方法包括A、關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；B、選定目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)；C、打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)并輸出。
同步時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；
所述狀態(tài)機(jī)處于第一狀態(tài)時(shí)，當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)為打開當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；當(dāng)狀態(tài)機(jī)由第一狀態(tài)切換為第二狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)機(jī)輸出當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)，輸出時(shí)鐘選擇信號(hào)選擇目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為選擇器的輸出，輸出目標(biāo)時(shí)鐘門控信號(hào)打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)。
由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明預(yù)先設(shè)置狀態(tài)機(jī)，在狀態(tài)機(jī)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)，選定目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)，打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)并輸出，這樣選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)平穩(wěn)地由當(dāng)前時(shí)鐘信號(hào)切換為目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)，避免了毛刺信號(hào)的產(chǎn)生。而且本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)異步時(shí)鐘信號(hào)之間平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。


圖1為MUX實(shí)現(xiàn)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為在實(shí)際情況下MUX的輸出時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生切換的狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖；圖4為本發(fā)明一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為根據(jù)圖5所示的實(shí)施例下的選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖3為本發(fā)明一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖，如圖3所示，包括以下步驟步驟301，預(yù)先設(shè)置狀態(tài)機(jī)。
步驟302，在狀態(tài)機(jī)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，關(guān)閉目前異步時(shí)鐘信號(hào)。
步驟303，選定目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)。
步驟304，打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)并輸出。
圖4為本發(fā)明一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖3具體進(jìn)行描述。如圖4所示，該電路包括狀態(tài)機(jī)401、選擇器402、開關(guān)單元和同步電路，圖4中以選擇器402為兩路選擇器為例，開關(guān)單元包括開關(guān)單元n和開關(guān)單元m，同步電路包括同步電路n和同步電路m，時(shí)鐘信號(hào)m和時(shí)鐘信號(hào)n為異步時(shí)鐘信號(hào)。
其中，狀態(tài)機(jī)401，接收外部輸入信號(hào)和狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，在輸入信號(hào)和狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的控制下產(chǎn)生不同的工作狀態(tài)，以控制輸出的時(shí)鐘門控信號(hào)，以及輸出的時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)。狀態(tài)機(jī)401把時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給同步電路，以及把時(shí)鐘選擇信號(hào)發(fā)送給選擇器402。狀態(tài)機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)可以由現(xiàn)有硬件電路開發(fā)工具，比如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實(shí)現(xiàn)，這里不再贅述。
表1是狀態(tài)機(jī)401的狀態(tài)表示例，如表1所示，當(dāng)狀態(tài)機(jī)401的輸入信號(hào)處于狀態(tài)1時(shí)，狀態(tài)機(jī)401輸出的時(shí)鐘n門控信號(hào)為打開時(shí)鐘n信號(hào)，輸出的時(shí)鐘m門控信號(hào)為關(guān)閉時(shí)鐘m信號(hào)，輸出的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇通道1的信號(hào)。
狀態(tài)機(jī)401的時(shí)鐘信號(hào)在T時(shí)刻有第一跳變沿，當(dāng)狀態(tài)機(jī)401的輸入信號(hào)切換為狀態(tài)2時(shí)，狀態(tài)機(jī)401輸出的時(shí)鐘n門控信號(hào)切換為關(guān)閉時(shí)鐘n信號(hào)，此時(shí)時(shí)鐘n門控信號(hào)是個(gè)跳變沿，輸出的時(shí)鐘m門控信號(hào)為關(guān)閉時(shí)鐘m信號(hào)，輸出的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇通道1的信號(hào)。狀態(tài)機(jī)401的時(shí)鐘信號(hào)在2T時(shí)刻有第二跳變沿，狀態(tài)機(jī)401輸出的時(shí)鐘n門控信號(hào)為關(guān)閉時(shí)鐘n信號(hào)，輸出的時(shí)鐘m門控信號(hào)為關(guān)閉時(shí)鐘m信號(hào)，輸出的時(shí)鐘選擇信號(hào)切換為選擇通道2的信號(hào)。狀態(tài)機(jī)401的時(shí)鐘信號(hào)在3T時(shí)刻有第三跳變沿，狀態(tài)機(jī)401輸出的時(shí)鐘n門控信號(hào)為關(guān)閉時(shí)鐘n信號(hào)，輸出的時(shí)鐘m門控信號(hào)切換為打開時(shí)鐘m信號(hào)，此時(shí)時(shí)鐘m門控信號(hào)是個(gè)跳變沿，輸出的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇通道2的信號(hào)。狀態(tài)機(jī)401的時(shí)鐘信號(hào)再來跳變沿時(shí)，狀態(tài)機(jī)401輸出的時(shí)鐘門控信號(hào)和選擇器402的時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)不變。

表1同步電路，用于接收時(shí)鐘門控信號(hào)和異步時(shí)鐘信號(hào)，保證時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)同步，并把輸出的同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給開關(guān)單元。同步電路的具體實(shí)現(xiàn)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，可參見相關(guān)技術(shù)書籍。
開關(guān)單元，用于接收異步時(shí)鐘信號(hào)和來自同步電路的同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)，根據(jù)同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)打開或關(guān)閉異步時(shí)鐘信號(hào)，并將接收到的異步時(shí)鐘信號(hào)或者無效信號(hào)輸出給選擇器402。
選擇器402，接收來自狀態(tài)機(jī)401的時(shí)鐘選擇信號(hào)，根據(jù)時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)選擇通道1或通道2作為輸入通道，輸出時(shí)鐘信號(hào)為來自開關(guān)單元的異步時(shí)鐘信號(hào)或者無效信號(hào)。
從上述描述可見，在選擇器402的時(shí)鐘選擇信號(hào)由選擇通道1的狀態(tài)切換為選擇通道2的狀態(tài)時(shí)，時(shí)鐘n門控信號(hào)和時(shí)鐘m門控信號(hào)均為關(guān)閉時(shí)鐘信號(hào)，即同時(shí)關(guān)閉了時(shí)鐘信號(hào)n和時(shí)鐘信號(hào)m，狀態(tài)機(jī)401的時(shí)鐘信號(hào)在3T時(shí)刻有第三跳變沿時(shí)，時(shí)鐘m門控信號(hào)為打開時(shí)鐘m信號(hào)，同時(shí)，時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)保持了同步，這樣，選擇器402的輸出時(shí)鐘信號(hào)平穩(wěn)地由時(shí)鐘信號(hào)n切換為時(shí)鐘信號(hào)m，避免了毛刺信號(hào)的產(chǎn)生。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖5為本發(fā)明一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該實(shí)現(xiàn)電路包括與門1、與門2、狀態(tài)機(jī)501、選擇器502、同步電路1和同步電路2。選擇器502為兩路選擇器，當(dāng)選擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為1時(shí)，選擇器502選擇通道1作為輸入通道，當(dāng)選擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為0時(shí)，選擇器502選擇通道2作為輸入通道，快時(shí)鐘信號(hào)和慢時(shí)鐘信號(hào)為異步時(shí)鐘信號(hào)。
假設(shè)在狀態(tài)1時(shí)，狀態(tài)機(jī)501的輸入信號(hào)為1，此時(shí)，狀態(tài)機(jī)501發(fā)送給選擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為1，狀態(tài)機(jī)501輸出的快時(shí)鐘門控信號(hào)為打開快時(shí)鐘門控信號(hào)1，即打開快時(shí)鐘信號(hào)，并把快時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給同步電路1，狀態(tài)機(jī)501輸出的慢時(shí)鐘門控信號(hào)為關(guān)閉慢時(shí)鐘門控信號(hào)0，即關(guān)閉慢時(shí)鐘信號(hào)，并把慢時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給同步電路2；同步電路1接收快時(shí)鐘信號(hào)與快時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與快時(shí)鐘信號(hào)同步后的快時(shí)鐘門控信號(hào)1發(fā)送給與門1；與門1接收快時(shí)鐘信號(hào)和與快時(shí)鐘信號(hào)同步后的快時(shí)鐘門控信號(hào)1，并做相與運(yùn)算后，將快時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給選擇器502并從通道1輸入，此時(shí)，因?yàn)檫x擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為1，因此選擇器502的輸出時(shí)鐘信號(hào)為快時(shí)鐘信號(hào)。
圖6為根據(jù)圖5所示的實(shí)施例下的選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)的示意圖，圖6中，橫坐標(biāo)軸是時(shí)間軸，縱坐標(biāo)軸是幅度軸，從上到下各坐標(biāo)中的波形圖分別表示快時(shí)鐘信號(hào)601、慢時(shí)鐘信號(hào)602、選擇器502的輸出時(shí)鐘信號(hào)603、選擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)604和狀態(tài)機(jī)501的時(shí)鐘信號(hào)605。
結(jié)合圖5，狀態(tài)機(jī)501的時(shí)鐘信號(hào)在T時(shí)刻有第一上升沿，狀態(tài)機(jī)501切換至狀態(tài)2，狀態(tài)機(jī)501的輸入信號(hào)由1切換為0，狀態(tài)機(jī)501輸出的快時(shí)鐘門控信號(hào)為關(guān)閉快時(shí)鐘門控信號(hào)0，即關(guān)閉快時(shí)鐘信號(hào)，并把快時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給同步電路1，此時(shí)，快時(shí)鐘門控信號(hào)為下降沿；同步電路1接收快時(shí)鐘信號(hào)與快時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與快時(shí)鐘信號(hào)同步后的快時(shí)鐘門控信號(hào)0發(fā)送給與門1；與門1接收快時(shí)鐘信號(hào)和與快時(shí)鐘信號(hào)同步后的快時(shí)鐘門控信號(hào)0，并做相與運(yùn)算后，將無效信號(hào)0發(fā)送給選擇器502并從通道1輸入，此時(shí)，因?yàn)檫x擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為1，因此選擇器502的輸出時(shí)鐘信號(hào)為0。
狀態(tài)機(jī)501的時(shí)鐘信號(hào)在2T時(shí)刻有第二上升沿，狀態(tài)機(jī)501發(fā)送給選擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為0，即選擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)由1切換為0，此時(shí)，慢時(shí)鐘門控信號(hào)為0；同步電路2接收慢時(shí)鐘信號(hào)與慢時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與慢時(shí)鐘信號(hào)同步后的慢時(shí)鐘門控信號(hào)0發(fā)送給與門2；與門2接收慢時(shí)鐘信號(hào)和與慢時(shí)鐘信號(hào)同步后的慢時(shí)鐘門控信號(hào)0，并做相與運(yùn)算后，將無效信號(hào)0發(fā)送給選擇器502并從通道2輸入，此時(shí)，因?yàn)檫x擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為0，因此，選擇器502的輸出時(shí)鐘信號(hào)為0。
狀態(tài)機(jī)501的時(shí)鐘信號(hào)在3T時(shí)刻有第三上升沿，狀態(tài)機(jī)501輸出的慢時(shí)鐘門控信號(hào)為打開慢時(shí)鐘門控信號(hào)1，即打開慢時(shí)鐘信號(hào)，并把慢時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給同步電路2，此時(shí)，慢時(shí)鐘門控信號(hào)為上升沿；同步電路2接收慢時(shí)鐘信號(hào)與慢時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與慢時(shí)鐘信號(hào)同步后的慢時(shí)鐘門控信號(hào)1發(fā)送給與門2；與門2接收慢時(shí)鐘信號(hào)和與慢時(shí)鐘信號(hào)同步后的慢時(shí)鐘門控信號(hào)1，并進(jìn)行與運(yùn)算后，將慢時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給選擇器502并從通道2輸入，此時(shí)，因?yàn)檫x擇器502的時(shí)鐘選擇信號(hào)為0，因此，選擇器502的輸出時(shí)鐘信號(hào)為慢時(shí)鐘信號(hào)。
其中本實(shí)施例中以狀態(tài)機(jī)501的時(shí)鐘信號(hào)在T、2T和3T時(shí)刻有上升沿為例，狀態(tài)機(jī)501的時(shí)鐘信號(hào)在T、2T和3T時(shí)刻也可以有下降沿。
由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)由選擇通道1的狀態(tài)切換為選擇通道2的狀態(tài)時(shí)，快時(shí)鐘門控信號(hào)和慢時(shí)鐘門控信號(hào)均為關(guān)閉時(shí)鐘信號(hào)，即同時(shí)關(guān)閉了快時(shí)鐘信號(hào)和慢時(shí)鐘信號(hào)，狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在3T時(shí)刻有第三上升沿時(shí)，慢時(shí)鐘門控信號(hào)為打開慢時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)，時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)保持了同步，這樣，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)平穩(wěn)地由快時(shí)鐘信號(hào)切換為慢時(shí)鐘信號(hào)，避免了毛刺信號(hào)的產(chǎn)生。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路，其特征在于，該電路包括狀態(tài)機(jī)、同步電路、開關(guān)單元和選擇器，其中，狀態(tài)機(jī)，用于接收外部輸入信號(hào)，在輸入信號(hào)的控制下產(chǎn)生不同的工作狀態(tài)，以控制輸出給同步電路的時(shí)鐘門控信號(hào)，以及輸出給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)；同步電路，用于接收時(shí)鐘門控信號(hào)和異步時(shí)鐘信號(hào)，保證時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)同步，并把輸出的同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給開關(guān)單元；開關(guān)單元，用于接收異步時(shí)鐘信號(hào)和來自同步電路的同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)，根據(jù)同步后的時(shí)鐘門控信號(hào)打開或關(guān)閉異步時(shí)鐘信號(hào)，并將接收到的異步時(shí)鐘信號(hào)輸出給選擇器；選擇器，接收來自狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘選擇信號(hào)，根據(jù)時(shí)鐘選擇信號(hào)的狀態(tài)選擇輸入通道，輸出時(shí)鐘信號(hào)為來自開關(guān)單元的異步時(shí)鐘信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述異步時(shí)鐘信號(hào)包括當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)和目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)，所述狀態(tài)機(jī)包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；所述狀態(tài)機(jī)處于第一狀態(tài)時(shí)，當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)為打開當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；當(dāng)狀態(tài)機(jī)由第一狀態(tài)切換為第二狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)機(jī)輸出當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)，輸出時(shí)鐘選擇信號(hào)選擇目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為選擇器的輸出，輸出目標(biāo)時(shí)鐘門控信號(hào)打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述選擇器為兩路或兩路以上選擇器，所述同步電路為兩個(gè)或兩個(gè)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述選擇器為兩路選擇器，所述同步電路包括第一同步電路和第二同步電路；所述開關(guān)單元為與門，包括第一與門和第二與門；所述異步時(shí)鐘信號(hào)包括第一異步時(shí)鐘信號(hào)和第二異步時(shí)鐘信號(hào)，所述時(shí)鐘門控信號(hào)包括第一時(shí)鐘門控信號(hào)和第二時(shí)鐘門控信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)處于第一狀態(tài)狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第一通道為輸入通道，發(fā)送給第一同步電路的第一時(shí)鐘門控信號(hào)為打開第一異步時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)送給第二同步電路的第二時(shí)鐘門控信號(hào)為關(guān)閉第二異步時(shí)鐘信號(hào)；第一同步電路接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)與第一時(shí)鐘門控信號(hào)，將與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第一與門；第一與門接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)和與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)，并做相與運(yùn)算后，將第一異步時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給選擇器并從第一通道輸入，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)為第一異步時(shí)鐘信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)切換至第二狀態(tài)所述狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在預(yù)設(shè)第一時(shí)刻有第一跳變沿，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第一通道為輸入通道，發(fā)送給第一同步電路的第一時(shí)鐘門控信號(hào)切換為關(guān)閉第一異步時(shí)鐘信號(hào)；第一同步電路接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)與第一時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第一與門；第一與門接收第一異步時(shí)鐘信號(hào)和與第一異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第一時(shí)鐘門控信號(hào)，并做相與運(yùn)算后，將無效信號(hào)發(fā)送給選擇器并在第一通道上輸入，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)為無效信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在預(yù)設(shè)第二時(shí)刻有第二跳變沿，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第二通道為輸入通道，第二時(shí)鐘門控信號(hào)為關(guān)閉第二異步時(shí)鐘信號(hào)；第二同步電路接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)與第二時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第二與門；第二與門接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)和與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)，并做相與運(yùn)算后，將無效信號(hào)發(fā)送給選擇器并在第二通道上輸入，選擇器的輸出時(shí)鐘信號(hào)為無效信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)在預(yù)設(shè)第三時(shí)刻有第三跳變沿，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給選擇器的時(shí)鐘選擇信號(hào)為選擇第二通道為輸入通道，狀態(tài)機(jī)發(fā)送給第二同步電路的第二時(shí)鐘門控信號(hào)切換為打開第二異步時(shí)鐘信號(hào)；第二同步電路接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)與第二時(shí)鐘門控信號(hào)后，將與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)發(fā)送給第二與門；第二與門接收第二異步時(shí)鐘信號(hào)和與第二異步時(shí)鐘信號(hào)同步后的第二時(shí)鐘門控信號(hào)，并進(jìn)行與運(yùn)算后，將第二異步時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給選擇器并在第二通道上輸入，選擇器輸出時(shí)鐘信號(hào)為第二異步時(shí)鐘信號(hào)。
5.一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，預(yù)先設(shè)置狀態(tài)機(jī)，在狀態(tài)機(jī)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，該方法包括A、關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；B、選定目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)；C、打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)并輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，同步時(shí)鐘門控信號(hào)與異步時(shí)鐘信號(hào)；所述狀態(tài)機(jī)包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；所述狀態(tài)機(jī)處于第一狀態(tài)時(shí)，當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)為打開當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；當(dāng)狀態(tài)機(jī)由第一狀態(tài)切換為第二狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)機(jī)輸出當(dāng)前時(shí)鐘門控信號(hào)關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)，輸出時(shí)鐘選擇信號(hào)選擇目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為選擇器的輸出，輸出目標(biāo)時(shí)鐘門控信號(hào)打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異步時(shí)鐘信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)電路及方法，預(yù)先設(shè)置狀態(tài)機(jī)，在狀態(tài)機(jī)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，關(guān)閉當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)；選定目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)；打開目標(biāo)異步時(shí)鐘信號(hào)作為當(dāng)前異步時(shí)鐘信號(hào)并輸出。本發(fā)明避免了異步時(shí)鐘信號(hào)間切換時(shí)產(chǎn)生的毛刺信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)切換。
文檔編號(hào)G06F1/12GK1949127SQ20061016085
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者余娜敏 申請人:北京中星微電子有限公司