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Dokumentenidentifikation DE102004016337A1 27.10.2005
Titel Empfangsschaltung
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Gläser, Winfried, 85570 Markt Schwaben, DE
DE-Anmeldedatum 02.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004016337
Offenlegungstag 27.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.2005
IPC-Hauptklasse H04L 25/40
IPC-Nebenklasse G06F 13/42   G06F 1/12   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Empfangsschaltung (100) eines integrierten Schaltkreises. Die Empfangsschaltung umfaßt ein Übernahmeregister (102) zur Übernahme von Eingangssignalen in den integrierten Schaltkreis; ein dem Übernahmeregister vorgeschaltetes programmierbares Verzögerungsglied (104) zur Anpassung der Eingangssignale an Zeitvorgaben des Übernahmeregisters (102) und eine Steuerung (106) zum Ermitteln, welcher einer Mehrzahl möglicher Sender (210) Eingangssignale liefert, und zum Anpassen des programmierbaren Verzögerungsgliedes (104) an die Zeiteigenschaften der von dem ermittelten Sender gelieferten Eingangssignale. Es wird ein Lernmodus vorgesehen, der während der Initialisierung einer Schaltung (200) vorgesehen werden kann, in einem Speicher der Empfangsschaltung (100) Verzögerungswerte für das programmierbare Verzögerungsglied (104) zu erzeugen, die die verschiedenen Signallaufzeiten der von verschiedenen Sendern (210) empfangenen Signale so kompensieren, daß die Setup- und Hold-Zeiten des Übernahmeregisters eingehalten werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Empfangsschaltung bzw. Eingangsschaltung, insbesondere für integrierte Schaltkreise.

Viele elektronische Schaltungen weisen Strukturen auf, in denen Empfängerbausteine über Sianlleitungen von Sendern Signale empfangen.

Da elektronische Schaltungen und insbesondere Schaltungen zur Signalverarbeitung üblicherweise getaktet sind, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die sicherstellen, dass ein über eine der Signalleitungen übertragenes Signal an einem Register eines Empfängerbausteins genau dann anliegt, wenn dieses Register zur Aufnahme des Signals bereit ist. Diese Bereitschaft zur Aufnahme wird durch ein am Register anliegendes Taktsignal gesteuert. Anders ausgedrückt muss sichergestellt sein, dass die Setup- und Hold-Zeiten des Registers eingehalten werden. Dies wird üblicherweise durch ein Verzögerungsglied, das dem Registereingang vorgeschaltet ist, erreicht.

Für Empfängerbausteine, die von mehreren, in unterschiedlichen Entfernungen angeordneten Sendern Signale empfangen, müssen – für jeden Sender gesondert – Empfangsschaltungen bzw. Eingangsschaltungen vorgesehen werden, deren Verzögerungsglieder die aus den unterschiedlichen Entfernungen resultierenden verschiedenen Signallaufzeiten kompensieren. Nachteilig ist dabei, dass viele Empfangsschaltungen in einem Empfängerbaustein vorgesehen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Empfangsschaltung anzugeben, welche die Signale mehrerer Sender empfangen kann, um die Anzahl der Empfangsschaltungen in einem Empfängerbaustein zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch eine Empfangsschaltung eines integrierten Schaltkreises gelöst, die folgendes aufweist:

  • – ein Übernahmeregister zur Übernahme von Eingangssignalen in den integrierten Schaltkreis;
  • – ein dem Übernahmeregister vorgeschaltetes programmierbares Verzögerungsglied zur Anpassung der Eingangssignale an Zeitvorgaben des Übernahmeregisters; und
  • – eine Steuerung zum Ermitteln, welcher einer Mehrzahl möglicher Sender Eingangssignale liefert, und zum Anpassen des programmierbaren Verzögerungsgliedes an die Zeiteigenschaften der von dem ermittelten Sender gelieferten Eingangssignale.

Die Empfangsschaltung kann zusätzlich einen Speicher zum Speichern je eines Verzögerungswertes für jeden der möglichen Sender aufweisen. Werden Signale von einem bestimmten Sender empfangen, wird der diesem Sender zugeordnete Verzögerungswert entsprechend aus dem Speicher abgerufen und an das Verzögerungsglied geleitet.

Die Empfangsschaltung kann zusätzlich eine Datenflankenerkennung zum Ermitteln der Zeiteigenschaften der vom programmierbaren Verzögerungsglied verzögerten Eingabesignale aufweisen. In einem Lernmodus kann durch entsprechendes Programmieren des Verzögerungsgliedes erreicht werden, dass dieses keine Verzögerung hervorruft, so dass im Lernmodus die verschiedenen Signallaufzeiten zwischen den verschiedenen Sendern und der Empfangsschaltung, die durch die unterschiedlich langen Signalleitungen hervorgerufenen werden, ermittelt werden können.

Durch die Steuerung kann ein optimaler Verzögerungswert für das programmierbare Verzögerungsglied anhand der Signallaufzeiten so ermittelt werden, dass die Summe aus Signallaufzeit und Verzögerung zu einem gültigen Signal am Eingang des Übernahmeregisters führt (d.h. ein Signal, dass die Anforderungen hinsichtlich Setup- und Hold-Zeiten des Registers erfüllt). Die ermittelten Verzögerungswerte werden dann im Speicher abgelegt.

Es ist möglich, die Ermittlung des optimalen Verzögerungswertes im Normalbetrieb z.B. periodisch zu wiederholen, um Änderungen der Signallaufzeiten, z.B. hervorgerufen durch Temperaturschwankungen, zu berücksichtigen.

Der Austausch von Steuerinformationen und Statusinformationen zwischen Steuerung, Verzögerungsglied, Speicher und Datenflankenerkennung kann über einen Steuerbus erfolgen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Steuerung ein Arbitrierungssignal empfängt, um den jeweils sendenden Sender zu ermitteln.

Die erfindungsgemäße Empfangsschaltung kann vorzugsweise in einem Empfänger in einer Schaltungsanordnung eingesetzt werden, welche eine Mehrzahl von Sendern und lediglich einen Empfänger aufweist, wobei die Sender über einen gemeinsamen Datenbus mit der Empfangsschaltung gekoppelt sind. Ferner kann die Schaltungsanordnung einen Arbitrierungsbus zur Arbitrierung unter den Sendern aufweisen, wobei die Empfangsschaltung ebenfalls an den Arbitrierungsbus angeschlossen ist.

Für die Schaltungsanordnung kann ein Lernmodus vorgesehen sein, der bei der Initialisierung der Schaltungsanordnung aktiviert wird, wobei im Lernmodus alle Sender nacheinander Signale an den Empfänger liefern, in dessen Empfangsschaltung, wie oben erläutert, die Zeiteigenschaften der Signale ermittelt werden und aus den Zeiteigenschaften Verzögerungswerte für das programmierbare Verzögerungsglied ermittelt und im Speicher abgelegt werden.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass für eine beliebige Anzahl von Sendern eine Empfangsschaltung genügt, um die Daten timinggerecht, d.h. unter Beachtung der Setup- und Hold-Zeiten, in einem Eingangspuffer eines Empfängers abzutakten. Besonders deutlich wird dieser Vorteil bei einer großen Anzahl von Sendern, die bisher eine ebenso große Anzahl von Empfangsschaltungen erforderlich machte, deren Flächenbedarf auf einem integrierten Schaltkreis entsprechend groß war.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert. Darin zeigen:

1 eine bevorzugte Form der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung in schematischer Darstellung, und

2 eine Schaltungsanordnung in schematischer Darstellung, umfassend eine Mehrzahl von Sendern und einen Empfänger umfassend eine erfindungsgemäße Empfangsschaltung.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung 100 schematisch dargestellt. Die beispielsweise von einem Datenbus (nicht in 1 gezeigt) empfangenen Eingangsdaten werden über ein programmierbares Verzögerungsglied 104 an ein Übernahmeregister 102 geleitet, welches die Eingabedaten dann taktsynchron an eine sich anschließende Signalverarbeitungsschaltung (nicht in 1 gezeigt) weiterleitet.

Ebenfalls in das Übernahmeregister 102 eingegeben wird ein Takt, der beispielsweise dem Systemtakt entspricht, und der vorzugsweise mit dem Takt von Sendeeinrichtungen 210 (siehe 2) synchron ist.

Die durch das programmierbare Verzögerungsglied 104 dem Eingabesignal aufgeprägte Verzögerung wird so vorgegeben, dass das am Eingang des Übernahmeregisters anliegende Signal die Setup- und Hold-Zeiten des Registers nicht verletzt.

Hierzu wird in einem Speicher 108 für jeden möglichen Sender 210A-210N gesondert ein Verzögerungswert vorgehalten. Durch eine Steuerung 106 wird ermittelt, von welchem der möglichen Sender 210 die jeweils am Verzögerungsglied 104 empfangenen Signale stammen, und der entsprechende Verzögerungswert wird aus dem Speicher abgerufen und zur Programmierung des Verzögerungsglieds verwendet. Hierfür kann die Steuerung 106 ein beliebiges Signal auswerten, das den Sendern 210 zum Erteilen einer Sendeberechtigung dient. Ein geeignetes Signal ist beispielsweise ein sogenanntes Arbitrierungssignal, welches durch die Steuerung 106 ausgewertet werden kann und angibt, welcher Sender zu einem bestimmten Zeitpunkt sendet bzw. senden darf. Die Art Arbitrierung ist dabei unwichtig, solange ein bestimmter Arbitrierungszustand eindeutig einem bestimmten Sender zugeordnet werden kann.

Die im Speicher 108 hinterlegten Verzögerungswerte können entweder während des Entwicklungsprozesses ermittelt und unveränderlich vorgegeben werden, oder bei der Systeminitialisierung in einem Lernmodus ermittelt werden. Hierzu kann eine Datenflankenerkennung 110 eingesetzt werden, wie sie beispielsweise aus der Veröffentlichung WO 98/49802 bekannt ist. Andere Verfahren zum Ermitteln der Zeiteigenschaften der Eingabesignale können ebenfalls angewendet werden.

In einem beispielhaften Lernmodus kann durch entsprechendes Programmieren des Verzögerungsgliedes 104 erreicht werden, dass dieses keine Verzögerung hervorruft, so dass im Lernmodus die verschiedenen Signallaufzeiten zwischen den verschiedenen Sendern 210 und der Empfangsschaltung 100, die durch die unterschiedlich langen Signalleitungen hervorgerufenen werden, durch die Datenflankenerkennung 110 ermittelt werden können.

Anschließend werden alle Sender in einer vorgegebenen Reihenfolge veranlasst, ein Signal zu senden. Damit ist es zunächst möglich, die Signallaufzeiten für jeden der Sender 210 zu ermitteln.

Durch die Steuerung 106 kann ein optimaler Verzögerungswert für das programmierbare Verzögerungsglied 104 anhand der Signallaufzeiten so ermittelt werden, dass die Summe aus Signallaufzeit und Verzögerung zu einem gültigen Signal am Eingang des Übernahmeregisters 102 führt (d.h. ein Signal, dass die Anforderungen hinsichtlich Setup- und Hold-Zeiten des Registers erfüllt). Der für jeden der Sender 210A-N ermittelte Verzögerungswert wird dann im Speicher 108 abgelegt.

Es ist möglich, die Ermittlung des optimalen Verzögerungswertes im Normalbetrieb z.B. periodisch zu wiederholen, um Änderungen der Signallaufzeiten, z.B. hervorgerufen durch Temperaturschwankungen, zu berücksichtigen. Dabei ist es selbstverständlich, dass die Anpassung der Verzögerungswerte nur erfolgt, wenn für einen bestimmten Sender gegenüber der letzten Ermittlung eine Abweichung der Werte für die Signallaufzeiten festgestellt wird.

Eine beispielhafte Schaltungsanordnung 200, in der die erfindungsgemäße Empfangsschaltung 100 vorteilhaft eingesetzt werden kann, ist in 2 dargestellt. 2 zeigt neben den n Sendern 210A-210N einen gemeinsamen Datenbus 206, über den die Sender 210A-210N Daten an einen gemeinsamen Empfänger 202 senden können. Dieser Empfänger weist neben der Empfangsschaltung 100 eine Signalverarbeitungsschaltung 204 auf.

Zur Steuerung des Zugriffs auf den gemeinsamen Datenbus 206 dient ein Arbitrierungsbus, der z.B. nach dem "round robin" Prinzip Sendeberechtigungen an die Sender 210 erteilt. Dieser Arbitrierungsbus 208 und dessen Steuerung unterstützen ebenfalls den vorstehend beschriebenen Lernmodus in der Initialisierungsphase der Schaltung 200.

Es kann vorgesehen werden, dass die Sender Testdaten übertragen, wenn gerade keine Nutzdaten zur Übertragung anstehen, um die Überwachung der Signallaufzeiten und die sich ggf. anschließende Neuermittlung des optimalen Verzögerungswertes durchführen zu können.


Anspruch[de]
  1. Empfangsschaltung (100) eines integrierten Schaltkreises, die folgendes aufweist:

    – ein Übernahmeregister (102) zur Übernahme von Eingangssignalen in den integrierten Schaltkreis;

    – ein dem Übernahmeregister vorgeschaltetes programmierbares Verzögerungsglied (104) zur Anpassung der Eingangssignale an Zeitvorgaben des Übernahmeregisters (102); und

    – eine Steuerung (106) zum Ermitteln, welcher einer Mehrzahl möglicher Sender (210) Eingangssignale liefert, und zum Anpassen des programmierbaren Verzögerungsgliedes (104) an die Zeiteigenschaften der von dem ermittelten Sender gelieferten Eingangssignale.
  2. Empfangsschaltung (100) nach Anspruch 1, die zusätzlich einen Speicher (108) zum Speichern je eines Verzögerungswertes für jeden der möglichen Sender (210) aufweist, wobei die Steuerung (106) zusätzlich Mittel zum Abrufen des Verzögerungswertes für den ermittelten Sender aus dem Speicher (108) und Mittel zum Übermitteln des Verzögerungswertes an das Verzögerungsglied (104) aufweist.
  3. Empfangsschaltung (100) nach Anspruch 2, die zusätzlich eine Datenflankenerkennung (110) zum Ermitteln der Zeiteigenschaften der vom programmierbaren Verzögerungsglied (104) verzögerten Eingabesignale aufweist, wobei die Steuerung (106) zusätzlich Mittel zum Auswerten der ermittelten Zeiteigenschaften und Mittel zum Ermitteln eines optimalen Verzögerungswertes für den jeweiligen Sender aus den ermittelten Zeiteigenschaften und Mittel zum Ablegen des ermittelten optimalen Verzögerungswertes im Speicher (108) aufweist.
  4. Empfangsschaltung (100) nach Anspruch 3, die zusätzlich einen Steuerbus (112) zum bidirektionalen Übertragen von Steuerinformationen und Statusinformationen zwischen Steuerung (106), Verzögerungsglied (104), Speicher (108) und Datenflankenerkennung (110) aufweist.
  5. Empfangsschaltung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, deren Steuerung Mittel zum Auswerten eines Arbitrierungssignals zum Ermitteln, welcher einer Mehrzahl möglicher Sender (210) Eingangssignale liefert, aufweist.
  6. Schaltungsanordnung (200) umfassend eine Mehrzahl von Sendern (210) und einen Empfänger (202) mit einer Empfangsschaltung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einer Signalverarbeitungsschaltung (204), wobei die Mehrzahl von Sendern (210) über einen gemeinsamen Datenbus (206) mit der Empfangsschaltung (202) gekoppelt ist.
  7. Schaltungsanordnung (200) nach Anspruch 6, die zusätzlich einen Arbitrierungsbus (208) zur Arbitrierung unter den Sendern (210) aufweist, wobei die Empfangsschaltung (100) an den Arbitrierungsbus angeschlossen ist.
  8. Schaltungsanordnung (200) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, die zusätzlich Mittel zum Vorsehen eines Lernmodus bei der Initialisierung der Schaltungsanordnung aufweist, wobei im Lernmodus alle Sender (210) nacheinander Signale an den Empfänger (202) liefern, in dessen Empfangsschaltung (100) die Zeiteigenschaften der Signale ermittelt werden und aus den Zeiteigenschaften Verzögerungswerte für ein programmierbares Verzögerungsglied (104) der Empfangsschaltung ermittelt und in einem Speicher (108) der Empfangsschaltung abgelegt werden.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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