Источник-синхронный - Source-synchronous
Источник-синхронный синхронизация относится к технике, используемой для символов синхронизации на цифровом интерфейсе. В частности, это относится к методике передачи передающим устройством синхронизирующего сигнала вместе с сигналами данных. Синхронизация однонаправленных сигналов данных связана с часами (часто называемыми стробом), источником которых является то же устройство, которое генерирует эти сигналы, а не с глобальными часами (т. Е. Сгенерированными мастером шины). По сравнению с другими топологиями цифрового тактирования, такими как системные синхронные часы, где глобальный источник тактового сигнала подается на все устройства в системе, топология синхронного тактового генератора может достигать гораздо более высоких скоростей.
Этот тип синхронизации распространен в высокоскоростных интерфейсах между микрочипами, в том числе DDR SDRAM, SGI XIO интерфейс, Intel Фронтальный автобус для x86 и Itanium процессоры, Гипертранспорт, SPI-4.2 и много других.
Причины использования
Причина, по которой синхронизация с источником полезна, заключается в том, что было замечено, что все схемы в данном полупроводниковом устройстве испытывают примерно одно и то же изменение технологического напряжения-температуры (PVT). Это означает, что задержка распространения сигнала, испытываемая данными через устройство, отслеживает задержку, испытываемую часами через то же устройство через PVT. Это преимущество обеспечивает более высокую скорость работы по сравнению с традиционным методом передачи часов от третьего устройства как на передатчик, так и на приемник. Еще одно преимущество состоит в том, что более сложные схемы восстановления данных или восстановления тактовых данных (например, ФАПЧ ) не требуются при использовании этого метода.
Или, вместо более высоких тактовых частот, большие системы, использующие синхронизацию с источником, могут иметь преимущество более высокой устойчивости к вариации PVT отдельных компонентов.
Временной анализ
Синхронная логика Такие элементы, как триггеры, имеют статические временные критерии, которые должны быть соблюдены для правильной работы. В топологии системно-синхронных часов, где синхронизированные часы подаются на все устройства, критерии следующие:
Топология с синхронизацией с источником исключает два из этих факторов: и . Первое устранено, поскольку и тактовые сигналы, и сигналы данных управляются одинаковыми триггерами на одном и том же кремнии при одинаковой температуре и напряжении, тем самым выравнивая видно как по часам, так и по данным. Последнее исключается по той же причине - поскольку часы и данные управляются идентичными устройствами и (в идеале) соединены проводами одинаковой длины, расхождение между часами и данными значительно уменьшается. По этой причине, можно значительно уменьшить. Поскольку частота обратно пропорциональна тактовому периоду, в результате тактовая частота увеличивается.
Недостатки
Одним из недостатков использования синхронизации с источником является создание отдельного тактового диапазона на приемном устройстве, а именно тактового диапазона строба, генерируемого передающим устройством. Эта тактовая частота строба часто не синхронна с ядром часовой домен приемного устройства. Для правильной работы полученных данных с другими данными, уже присутствующими в устройстве, требуется дополнительный этап логики синхронизации для передачи полученных данных в тактовую область ядра принимающего устройства. Этот этап часто можно встретить вместе с исходной синхронной логикой. Обычно это приводит к большей сложности системы по сравнению с системами с глобальной синхронизацией, но преимущества обычно намного больше, чем это увеличение сложности.
Варианты реализации
В шинах двунаправленной передачи данных от каждого устройства могут быть отправлены два противоположных однонаправленных строба. Часто в этом случае стробоскоп работает свободно. То есть строб продолжает переключаться независимо от того, передаются ли данные или нет.
Другой вариант - использование одной и той же шины для передачи строба. В этом случае строб может быть передан только устройством, которое отправляет данные, и может потребоваться передача преамбул и постамблей, чтобы указать начало и конец строба. (Пример: DDR2 ).
В целом ASIC или же процессоры несколько стробов и групп данных (биты данных, которые связаны с одним и тем же стробом) могут существовать между одними и теми же двумя устройствами, чтобы учесть несколько разные вариации PVT в разных областях одного и того же кристалла.