Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DATA STREAM SEPARATION CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/049247
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a data stream separation circuit for separating a serial input data stream into two serial output data streams, comprising a signal input (2) for receiving the serial input data stream at a certain data transmission rate, a first edge-triggered flip-flop (5), which switches over when the signal edge of the input data stream rises and delivers a first serial output data stream through a first signal output (3) of the data stream separation circuit (1) at half the data transmission rate, and a second edge-triggered flip-flop (6), which switches over when the signal edge of the serial input data stream falls and delivers a second serial output data stream through a second signal output (4) of the data stream separation circuit, at half the data transmission rate.

Inventors:
BOERKER PHILIPP (DE)
SCHEIDELER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/014607
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
December 12, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
INFINEON TECHNOLOGIES AG (DE)
BOERKER PHILIPP (DE)
SCHEIDELER DIRK (DE)
International Classes:
H04J3/04; (IPC1-7): H04J3/00
Domestic Patent References:
WO1998027678A11998-06-25
Foreign References:
GB1190367A1970-05-06
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 113 (E-1514), 23. Februar 1994 (1994-02-23) & JP 05 308353 A (OKI ELECTRIC IND CO LTD), 19. November 1993 (1993-11-19)
Attorney, Agent or Firm:
Charles, Glyndwr (Reinhard-Skuhra-Weise & Partner GbR Friedrichstrasse 31 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Datenempfangsschaltung zum Empfang eines seriellen Eingangsdatenstromes mit einer bestimmten Datenübertragungsrate mit : a) mindestens einer kaskadenförmig verschalteten Datenstromtrennschaltung (1) zur Trennung des seriellen Eingangsdatenstromes in mindestens zwei serielle Ausgangsdatenströme mit herabgesetzten Datenübertragungsraten, wobei die Datenstromtrennschaltung (1) aufweist : (al) einen Signaleingang (2) zum Empfang des seriellen Eingangsdatenstroms ; (a2) ein erstes flankengetriggertes FlipFlop (5), das bei einer ansteigenden Signalflanke des von einer vorgeschalteten Datenstromtrennungsschaltung (1) empfangenen seriellen Eingangsdatenstromes schaltet und einen seriellen Ausgangsdatenstrom mit halbierter Datenübertragungsrate über einen ersten Signalausgang (3) an eine nachgeschaltete Datenstromtrennschaltung (1) abgibt ; und (a3) ein zweites flankengetriggertes Flipflop (6), das bei einer abfallenden Signalflanke des von einer vorgeschalteten Datenstromtrennschaltung (1) empfangenen seriellen Eingangsdatenstromes schaltet und einen seriellen Ausgangsdatenstrom mit halbierter Datenübertragungsrate über einen zweiten Signalausgang (4) an eine nachgeschaltete Datenstromtrennschaltung (1) abgibt ; (b) Abtastund Verstärkungsschaltungen (29,31) zur Abtastung und Verstärkung der von der Datenstromtrennschaltung (1) abgegebenen Ausgangsdatenströme mit herabgesetzten Datenübertragungsraten ; und mit (c) einer kaskadenförmig verschalteten logischen Verknüpfungsschaltung (36), die die durch die Abtast und Verstärkungsschaltungen (29,31) abgetasteten und verstärkten Datenströme logisch zu dem empfangenen, seriellen Eingangsdatenstrom verknüpft.
2. Datenstromtrennschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden flankengetriggerten FlipFlops (5,6) jeweils einen Takteingang (7,8), einen Dateneingang (9, 10), einen Datenausgang (11,12) und einen invertierenden Datenausgang (13,14) aufweisen.
3. Datenstromtrennschaltung. nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der invertierende Dätenausgang (13,14) der beiden flankengetriggerten FlipFlops (5,6) jeweils an den Dateneingang (9,10) rückgekoppelt ist.
4. Datenstromtrennschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Takteingang (7) des ersten flankengetriggerten FlipFlops (5) direkt mit dem Signaleingang (2) und der Takteingang (8) des zweiten flankengetriggerten Flip Flops (6) über einen Inverter (24) mit dem Signaleingang verbunden ist.
5. Datenstromtrennschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden flankengetriggerten FlipFlops (5,6) D FlipFlops sind.
Description:
Beschreibung Datenstromtrennschaltung Die Erfindung betrifft eine Datenstromtrennschaltung zur Trennung eines seriellen Eingangsdatenstromes in zwei se- rielle Ausgangsdatenströme, deren Datenübertragungsrate nied- riger ist als die Datenübertragungsrate des seriellen Ein- gangsdatenstromes.

Mit zunehmender Datenübertragungsrate werden Daten bzw. In- formationen in kürzester Zeit über einen Übertragungskanal übertragen. Die Datenübertragungsraten zur Übertragung von Daten von einer Datenquelle hin zu einer Datensenke werden immer höher. Mit zunehmender Datenübertragungsrate nimmt al- lerdings der schaltungstechnische Aufwand zur Abtastung und Verstärkung der empfangenen Datensignale stetig zu.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung zu schaffen, die eine Abtastung und Verarbeitung eines empfangenen Datenstromes mit geringem schaltungstechni- schem Aufwand erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Datenstrom- trennschaltung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merk- malen gelöst.

Die Erfindung schafft eine Datenstromtrennschaltung zur Tren- nung eines seriellen Eingangsdatenstroms in zwei serielle Ausgangsdatenströme mit einem Signaleingang zum Empfang des seriellen Eingangsdaten- stroms mit einer bestimmten Datenübertragungsrate, einem ersten flankengetriggerten Flip-Flop, das bei einer an- steigenden Signalflanke des seriellen Eingangsdatenstromes schaltet und einen ersten seriellen Ausgangsdatenstrom mit der halben Datenübertragungsrate über einen ersten Signalaus- gang der Datenstromtrennschaltung abgibt, und mit

einem zweiten flankengetriggerten Flipflop, das bei einer ab- fallenden Signalflanke des seriellen Eingangsdatenstromes schaltet und einen zweiten seriellen Ausgangsdatenstrom mit der halben Datenübertragungsrate über einen zweiten Signal- ausgang der Datenstromtrennschaltung abgibt.

Die erfindungsgemäße Datenstromtrennschaltung zerlegt den se- riellen Eingangsdatenstrom, der mit einer bestimmten Daten- übertragungsrate empfangen wird, in zwei serielle Ausgangsda- tenströme, deren Datenübertragungsrate halb so groß ist wie die Datenübertragungsrate des empfangenen Eingangsdatenstro- mes.

Die Auftrennung des Eingangsdatenstromes in Ausgangsdaten- ströme mit niedriger Datenrate hat schaltungstechnische Vor- teile, insbesondere können die. Signalpegel der Ausgangsdaten- ströme leichter verstärkt werden. Ferner können die Ausgangs- datenströme über. längere Verdrahtungsstrecken geleitet werden und die Ausgangsdatenströme sind robuster gegenüber Störungen wie z. B. elektromagnetische Einstreuungen oder Rauschen bzw.

Jitter.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenstromtrennschaltung ist diese voll differentiell aufge- baut.

Die erfindungsgemäße Datenstromtrennschaltung ist vorzug- weise kaskadenförmig mit weiteren Datenstromtrennschaltungen verschaltbar.

Diese bietet den Vorteil, dass die Datenübertragungsraten der seriellen Ausgangsdatenströme beliebig vermindert werden kön- nen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Datenstromtrennschaltung weisen die beiden flan- kengetriggerten Flip-Flops jeweils einen Takteingang, einen

Dateneingang, einen Datenausgang und einen invertierenden Da- tenausgang auf.

Der invertierende Datenausgang eines flankengetriggerten Flip-Flops ist dabei jeweils an den Dateneingang des Flip- Flops rückgekoppelt.

Der Takteingang des ersten flankengetriggerten Flip-Flops ist vorzugsweise direkt mit dem Signaleingang verbunden und der Takteingang des zweiten flankengetriggerten Flip-Flops ist über einen Inverter mit dem Signaleingang verbunden.

Bei den flankengetriggerten Flip-Flops handelt es sich vor- zugsweise um D-Flip-Flops.

Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der erfin- dungsgemäßen Datenstromtrennschaltung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentli- cher Merkmale beschrieben.

Es zeigen : Fig. 1 eine Datenstromtrennschaltung gemäss der Erfindung ; Fig. 2 Zeitablaufdiagramme zur Erläuterung der erfindungs- gemäßen Datenstromtrennschaltung ; Fig. 3 eine Empfangsschaltung, die die erfindungsgemäße Datenstromtrennschaltung enthält ; Fig. 4 eine kaskadenförmige Verschaltung von mehreren er- findungsgemäßen Datenstromtrennschaltungen.

Wie man aus Fig. 1 erkennen kann, weist die erfindungsgemäße Datenstromtrennschaltung 1 zur Trennung eines seriellen Ein- gangsdatenstromes in zwei serielle Ausgangsdatenströme einen Signaleingang 2 und zwei Signalausgänge 3,4 auf. An dem Sig-

naleingang 2 liegt ein serieller Eingangsdatenstrom an, der eine hohe vorgegebene Datenübertragungsrate aufweist.

Die Datenstromtrennschaltung 1 enthält ein erstes flankenge- triggertes Flip-Flop 5 und ein zweites flankengetriggertes Flip-Flop 6. Bei den beiden flankengetriggerten Flip-Flops 5, 6 handelt es sich vorzugsweise um D-Flip-Flops. Die beiden flankengetriggerten Flip-Flops 5,6 besitzen jeweils einen Takteingang 7,8, einen Dateneingang 9,10, einen Datenaus- gang 11,12 und einen invertierenden Datenausgang 13,14. Da- bei ist der invertierende Datenausgang 13, 14 der beiden flankengetriggerten Flip-Flops 5,6 jeweils über eine Leitung 15,16 mit dem zugehörigen Dateneingang 9,10 verbunden. Die Datenausgänge 11,12 der beiden flankengetriggerten Flip- Flops 5,6 liegen über Leitungen 17,18 an den Datenausgängen 3,4 der Datenstromtrennschaltung 1 an.

Der Takteingang 7 des ersten flankengetriggerten Flip-Flops 5 liegt über eine Leitung 19 an einem Verzweigungsknoten 20 an, der über eine Leitung 21 an den Signaleingang 2 angeschlossen ist. Der Takteingang 8 des zweiten flankengetriggerten Flip- Flops 6 liegt über eine Leitung 22 an einem Signalausgang 23 einer Inverterschaltung 24 an, deren Signaleingang 25 über eine Leitung 26 mit dem Verzweigungsknoten 20 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt beispielhaft Zeitablaufdiagramme der seriellen Eingangs/Ausgangsdaten der in Fig. 1 dargestellten erfin- dungsgemäßen Datenstromtrennschaltung 1. Der serielle Ein- gangsdatenstrom Din weist eine hohe Datenübertragungsrate auf und liegt an dem Signaleingang 2 der erfindungsgemäßen Daten- stromtrennschaltung an. Das erste flankengetriggerte Flip- Flop 5 der Datenstromtrennschaltung 1 schaltet bei einer an- steigenden Signalflanke des seriellen Eingangsdatenstromes Din um und gibt einen ersten seriellen Ausgangsdatenstrom D mit halber Datenübertragungsrate über den ersten Signalaus- gang 3 der Datenstromtrennschaltung 1 ab.

Das zweite flankengetriggerte Flip-Flop 6 der Datenstrom- trennschaltung 1 schaltet bei einer abfallenden Signalflanke des seriellen Eingangsdatenstroms Din um und gibt einen zwei- ten seriellen Ausgangsdatenstrom Dausii mit halber Datenüber- tragungsrate über den zweiten Signalausgang 4 der Datenstrom- trennschaltung 1 ab. Der anliegende serielle Eingangsdaten- strom Din wird somit durch die erfindungsgemäße Datenstrom- trennschaltung in zwei serielle Ausgangsdatenströme Dausit Dau- sII zerlegt, wobei allerdings der ursprüngliche Informations- inhalt des seriellen Eingangsdatenstromes erhalten bleibt.

Durch eine logische XOR-Verknüpfung der beiden seriellen Aus- gangsdatenströme DausI und Dausil kann der ursprüngliche se- rielle Eingangsdatenstrom Din wieder hergestellt werden.

Fig. 3 zeigt ein Datenempfangsschaltung, die die erfindungs- gemäße Datenstromtrennschaltung 1 beinhaltet. Über eine Em- pfangsleitung 27 gelangt ein serieller Eingangsdatenstrom zu dem Signaleingang 2 der erfindungsgemäßen Datenstromtrenn- schaltung 1. Die Datenstromtrennschaltung 1 zerlegt den an- liegenden seriellen Eingangsdatenstrom in zwei serielle Aus- gangsdatenströme mit halber Datenübertragungsrate und gibt diese über die beiden Signalausgänge 3,4 ab. Der erste se- rielle Ausgangsdatenstrom DaUsI wird über eine Leitung 28 an eine Abtast-und Verstärkungsschaltung 29 abgegeben. Der zweite serielle Datenausgangsstrom Dausii wird über eine Lei- tung 30 an eine weitere Abtast-und Verstärkungsschaltung 31 abgegeben. Die beiden Abtast-und Verstärkungsschaltungen 29, 31 können mit relativ geringfügigem schaltungstechnischen Aufwand implementiert werden, da die Datenübertragungsraten der beiden zerlegten seriellen Ausgangsdatenströme Dausiy Dausii nur noch halb so groß ist wie die Datenübertragungsrate des über die Leitung 27 empfangenen ursprünglichen seriellen Ein- gangsdatenstromes Din. Die Abstast-und Verstärkungsschaltun- gen 29,31 sind ausgangsseitig über Leitungen 32,33 mit zwei Eingängen 34,35 einer logischen XOR-Verknüpfungsschaltung 36 verbunden, die die beiden zerlegten seriellen Ausgangsdaten- ströme Dausi, Dausii logisch zu dem ursprünglichen Eingangsda-

tenstrom Din verknüpft und über einen Ausgang 37 und eine Leitung 38 zur weiteren Datenverarbeitung abgibt.

Die erfindungsgemäße Datenstromtrennschaltung 1, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist kaskadenförmig verschaltbar, so dass eine weitere Absenkung der Datenübertragungsraten der seriellen Ausgangsdatenströme erreicht werden kann. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel wird der serielle Eingangs- datenstrom Din in acht verschiedene serielle Ausgangsdaten- ströme Daus zerlegt, wobei die Datenübertragungsraten der se- riellen Ausgangsdatenströme nur ein Achtel der Datenübertra- gungsrate des seriellen Eingangsdatenstromes beträgt. Dabei wird pro Ebene der kaskadenförmigen Baumstruktur die Daten- frequenz halbiert. Durch kaskademförmige XOR-Verknüpfung der Datenausgänge kann nach Abtastung und Verstärkung der seriel- len Ausgangsdatenströme wiederum der Informationsinhalt des ursprünglichen seriellen Eingangsdatenstromes Din zurückge- wonnen werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Datenstromtrennschaltung, wie sie in Fig. 1 dar- gestellt ist, wird diese voll differentiell aufgebaut. Bei dieser Ausführungsform kann auf den Inverterschaltkreis 24 verzichtet werden, da die beiden Taktleitungen, die das dif- ferentielle Eingangssignal übertragen, bei einem flankenge- triggerten Flip-Flop umgekehrt zu dem anderen Flip-Flop ange- schlossen werden und somit eine Invertierung des Taktsignals erreicht wird. Eine derart voll differentiell aufgebaute Da- tenstromtrennschaltung ist besonders robust gegenüber Signal- störungen und schaltungstechnisch leicht implementierbar.

Die erfindungsgemäße Datenstromtrennschaltung weist eine sehr niedrige Eingangskapazität an dem Signaleingang 2 auf, so dass das anliegende Dateneingangssignal nur wenig durch Jit- ter gestört wird.

Bezugszeichenliste 1 Datenstromtrennschaltung 2 Signaleingang 3 Signalausgang 4 Signalausgang 5 Flankengetriggertes Flip-Flop 6 Flankengetriggertes Flip-Flop 7 Takteingang 8 Takteingang 9 Dateneingang 10 Dateneingang 11 Datenausgang 12 Datenausgang 13 Invertierender Datenausgang 14 Invertierender Datenausgang 15Rückkopplungsleitung 16 Rückkopplungsleitung 17 Ausgangsleitung' 18 Ausgangsleitung 19 Leitung 20 Verzweigungsknoten 21 Leitung 22 Leitung 23 Ausgang 24 Inverterschaltkreis 25 Eingang 26 Leitung 27 Leitung 28 Leitung 29 Abtast-und Verstärkungsschaltung 30 Leitung 31 Abtast-und Verstärkungsschaltung 32 Leitung 33 Leitung 34 Eingang 35 Eingang

36 XOR-Verknüpfungsschaltung 37 Ausgang 38 Leitung