Synchroniczny ze źródłem
synchroniczne ze źródłem odnosi się do techniki używanej do synchronizacji symboli w interfejsie cyfrowym. W szczególności odnosi się to do techniki wysyłania przez urządzenie nadawcze sygnału zegarowego wraz z sygnałami danych. Taktowanie jednokierunkowych sygnałów danych odnosi się do zegara (często zwanego stroboskopem) pochodzącego z tego samego urządzenia, które generuje te sygnały, a nie do zegara globalnego (tj. generowanego przez master magistrali). W porównaniu z innymi cyfrowymi topologiami taktowania, takimi jak zegary synchroniczne z systemem, w których globalne źródło zegara jest dostarczane do wszystkich urządzeń w systemie, topologia zegara synchronicznego ze źródłem może osiągnąć znacznie wyższe prędkości.
Ten typ taktowania jest powszechny w szybkich interfejsach między mikroukładami, w tym DDR SDRAM , interfejs SGI XIO , Intel Front Side Bus dla procesorów x86 i Itanium , HyperTransport , SPI-4.2 i wiele innych.
Powody użycia
Powodem, dla którego taktowanie synchroniczne ze źródłem jest przydatne, jest to, że zaobserwowano, że wszystkie obwody w danym urządzeniu półprzewodnikowym doświadczają mniej więcej takich samych zmian napięcia procesowego i temperatury (PVT). Oznacza to, że opóźnienie propagacji sygnału doświadczane przez dane przez urządzenie śledzi opóźnienie doświadczane przez zegar przez to samo urządzenie przez PVT. Ta zaleta umożliwia działanie z większą szybkością w porównaniu z tradycyjną techniką dostarczania zegara z trzeciego urządzenia zarówno do nadajnika, jak i odbiornika. Inną korzyścią jest to, że obwody odzyskiwania danych o wyższej złożoności lub odzyskiwania danych zegara (takie jak PLL ) nie są wymagane, gdy stosowana jest ta technika.
Lub zamiast wyższych częstotliwości taktowania, duże systemy, które wykorzystują taktowanie synchroniczne ze źródłem, mogą mieć tę zaletę, że mają wyższą tolerancję zmian PVT poszczególnych komponentów.
Analiza czasu
Synchroniczne elementy logiczne, takie jak przerzutniki, mają statyczne kryteria taktowania, które muszą być spełnione, aby działały poprawnie. W systemowo-synchronicznej topologii zegara, w której zegar wyrównany skośnie jest dostarczany do wszystkich urządzeń, kryteria są następujące
Topologia zegara synchronicznego ze źródłem eliminuje dwa z tych czynników, i . Ten pierwszy został wyeliminowany, ponieważ zarówno sygnały zegara, jak i danych są sterowane przez identyczne przerzutniki na tym samym krzemie w tej samej temperaturze i napięciu, co wyrównuje czas widziane zarówno przez zegar, jak i dane. Ta ostatnia jest wyeliminowana z tego samego powodu - ponieważ zegar i dane są napędzane przez identyczne urządzenia i (idealnie) połączone przewodami o równej długości, pochylenie między zegarem a danymi jest znacznie zmniejszone. Z tego powodu można znacznie zmniejszyć. Ponieważ częstotliwość jest odwrotnie proporcjonalna do okresu zegara, w rezultacie częstotliwość zegara wzrasta.
Wady
Wadą korzystania z taktowania synchronicznego ze źródłem jest tworzenie oddzielnej domeny zegarowej w urządzeniu odbiorczym, a mianowicie domeny zegarowej stroboskopu generowanego przez urządzenie nadawcze. Ta domena zegara stroboskopowego często nie jest zsynchronizowana z domeną zegara rdzenia urządzenia odbiorczego. Do poprawnego działania odebranych danych z innymi danymi znajdującymi się już w urządzeniu wymagany jest dodatkowy etap logiki synchronizacji w celu przesłania odebranych danych do rdzenia domeny zegarowej urządzenia odbiorczego. Ten etap często można znaleźć obok źródłowej logiki synchronicznej. Zwykle skutkuje to większą złożonością systemu w porównaniu z systemami taktowanymi globalnie, ale korzyści są na ogół znacznie większe niż ten wzrost złożoności.
Warianty implementacji
W dwukierunkowych magistralach przesyłania danych z każdego urządzenia można wysłać dwa przeciwstawne jednokierunkowe sygnały strobujące. W tym przypadku często stroboskop działa swobodnie. Oznacza to, że stroboskop kontynuuje przełączanie niezależnie od tego, czy dane są przesyłane, czy nie.
Inną odmianą jest współdzielenie tej samej magistrali do przesyłania stroboskopu. W tym przypadku stroboskop może być przesyłany tylko przez urządzenie, które wysyła dane i może wymagać transmisji preambuły i post-ambuły w celu wskazania początku i końca strobowania. (Przykład: DDR2 ).
W dużych układach ASIC lub procesorach wiele strobów i grup danych (bitów danych powiązanych z tym samym strobem) może istnieć między tymi samymi dwoma urządzeniami, aby uwzględnić nieco różne zmiany PVT w różnych obszarach tej samej matrycy.