時鐘脈衝調整方法與具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置的製作方法
2023-05-19 08:59:01
專利名稱：時鐘脈衝調整方法與具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種調整方法與電子裝置，且特別是有關於一種時鐘脈衝(clock)調整方法與具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置。
背景技術：
在設計電子電路時，往往會加入重置(reset)機制在電路中，以使所設計的電子電路在需要時得以回復為初始狀態。尤其在對電子電路開啟電源(開機)之初時，電路中各組件(例如緩存器)處於不確定狀態，此時即需要重置此電路，以將電路中各組件設定為初始狀態。
圖1A是一種傳統電子裝置的電路圖，而圖1B是時鐘脈衝與重置信號輸入如圖1A的電子裝置的時序圖。請參照圖1A與圖1B，已知電子裝置100主要包括了一個數字邏輯電路群110、一個同步器(synchronizer)120與一個重置網絡130。電子裝置100主要是根據一輸入時鐘脈衝CLK_IN而進行操作。當外部輸入一個重置信號RESET至電子裝置100時，會先由同步器120將重置信號RESET同步化後，再將同步化的重置信號RESET經由重置網絡130而送至數字邏輯電路群110，以使數字邏輯電路群110內的所有組件進行重置。
請參照圖1B，通常數字邏輯電路群110內的所有組件必須在輸入時鐘脈衝CLK_IN的一個周期TCLK_IN內完成重置動作，以確保後續輸入信號的確實執行。然而，在採用高頻設計的電子裝置100中，不僅輸入時鐘脈衝CLK_IN的周期TCLK_IN極短，數字邏輯電路群110內的組件數量將會變得更複雜，其中有關序向邏輯的緩存器部份也會增加許多，因此，要使每一個緩存器相對於重置信號的TRESET都能合符規格而小於TCLK_IN，將需要花費相當大的代價，包括需要較複雜的重置網絡110，通常在高頻IC布局上，這個階段都會耗損相當的人力及面積來克服這個問題，當然，造成整個電子裝置100的成本的提高以及上市時間的延後。
發明內容
本發明的目的是提供一種時鐘脈衝調整方法，用於延長可執行重置動作的時間。
本發明的另一目的是提供一種具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，用於降低電路布局設計的困難度。
本發明提出一種時鐘脈衝調整方法，其適用於一電子裝置。此時鐘脈衝調整方法包括接收一輸入時鐘脈衝；當電子裝置處於一非重置狀態時，以一第一時鐘脈衝驅動電子裝置，且在非重置狀態中接收到一重置信號後，進入一重置預備狀態；在重置預備狀態中根據輸入時鐘脈衝將重置信號同步為一系統重置信號，並以至少一個第一時鐘脈衝的周期(cycle)維持重置預備狀態後進入一重置狀態；以及在重置狀態中以系統重置信號及一第二時鐘脈衝驅動電子裝置，並在至少一個第二時鐘脈衝的周期後回到非重置狀態。其中，第二時鐘脈衝的周期大於第一時鐘脈衝的周期。
在此時鐘脈衝調整方法中，在接收到重置信號後，例如是在第一時鐘脈衝的下個完整周期開始時進入重置預備狀態。
另外，重置狀態例如是維持了多個周期長的第二時鐘脈衝。
本發明還提出一種具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，其包括一操作單元、一時鐘脈衝切換器、一時鐘脈衝切換控制狀態機以及一同步器。操作單元用於接收一系統重置信號與一系統時鐘脈衝而進行操作。時鐘脈衝切換器用於接收一第一時鐘脈衝與一第二時鐘脈衝，其中第二時鐘脈衝的周期大於第一時鐘脈衝的周期。時鐘脈衝切換控制狀態機，用於在一非重置狀態時控制時鐘脈衝切換器輸出第一時鐘脈衝作為系統時鐘脈衝，並在接收到一重置信號後進入一重置預備狀態，且以至少一個第一時鐘脈衝的周期維持重置預備狀態後進入一重置狀態，而在進入重置狀態的同時控制時鐘脈衝切換器輸出第二時鐘脈衝作為系統時鐘脈衝。同步器用於從外界接收一輸入時鐘脈衝與從時鐘脈衝切換控制狀態機接收重置信號，並根據輸入時鐘脈衝將重置信號同步為系統重置信號，而在該時鐘脈衝切換控制狀態機進入該重置狀態的同時輸出系統重置信號至操作單元。
在此具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置中，時鐘脈衝切換控制狀態機例如在時鐘脈衝切換器輸出至少一個第二時鐘脈衝的周期後回到非重置狀態，而控制時鐘脈衝切換器輸出第一時鐘脈衝作為系統時鐘脈衝。
此外，前述具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置例如還包括一第一時鐘脈衝發生器，其用於產生並輸出第一時鐘脈衝。
另外，前述具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置例如還包括一第二時鐘脈衝發生器，其用於產生並輸出第二時鐘脈衝。
再者，前述具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置可進一步包括一重置網絡，而同步器所輸出的系統重置信號例如是經由重置網絡而輸出至操作單元。此重置網絡可以是緩衝器電路。
本發明再提出一種具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，其包括一操作單元、一時鐘脈衝整形器以及一同步器。操作單元用於接收一系統重置信號與一系統時鐘脈衝而進行操作。時鐘脈衝整形器用於接收一輸入時鐘脈衝，並將輸入時鐘脈衝整形為一第一時鐘脈衝或一第二時鐘脈衝，其中第二時鐘脈衝的周期大於第一時鐘脈衝的周期。同步器用於接收輸入時鐘脈衝與一重置信號，並響應重置信號而輸出一時鐘脈衝整形信號至時鐘脈衝整形器，且根據輸入時鐘脈衝將重置信號同步為系統重置信號，而在輸出時鐘脈衝整形信號後輸出系統重置信號至操作單元。
當時鐘脈衝整形器未接收到時鐘脈衝整形信號時，輸出第一時鐘脈衝以作為系統時鐘脈衝，而當時鐘脈衝整形器接收到時鐘脈衝整形信號時，輸出第二時鐘脈衝以作為系統時鐘脈衝。
在此具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置中，時鐘脈衝整形器在輸出至少一個第二時鐘脈衝的周期作為系統時鐘脈衝後，例如改為輸出第一時鐘脈衝作為系統時鐘脈衝。
再者，前述具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置可進一步包括一重置網絡，而同步器所輸出的系統重置信號例如是經由重置網絡而輸出至操作單元。此重置網絡可以是緩衝器電路。
綜上所述，在本發明的時鐘脈衝調整方法與具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置中，不僅在進行重置動作時可獲得較長的重置時間以降低電路布局設計的成本，而在重置完成後電子裝置更可再以周期較短的第一時鐘脈衝進行高頻操作。
為讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1A是一種傳統電子裝置的電路圖；圖1B是時鐘脈衝與重置信號輸入如圖1A的電子裝置的時序圖；圖2顯示為本發明的時鐘脈衝調整方法中各種時鐘脈衝、信號與狀態的時序圖；圖3與圖4顯示為本發明兩種實施例的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置的電路圖。
具體實施例方式
圖2顯示為本發明之時鐘脈衝調整方法中各種時鐘脈衝、信號與狀態的時序圖。請參照圖2，本發明的時鐘脈衝調整方法適用於一電子裝置，此電子裝置例如是具有特定功能的集成電路(Integral Circuit，IC)或是其它電子裝置。在採用此時鐘脈衝調整方法的電子裝置中，會由外界接收到一輸入時鐘脈衝，此輸入時鐘脈衝是作為其它信號與時鐘脈衝進行同步的依據。
在此時鐘脈衝調整方法中，當電子裝置處於一非重置狀態S0時，是以一第一時鐘脈衝CLK1作為系統時鐘脈衝CLK_SYS來驅動電子裝置，而當電子裝置在非重置狀態S0中接收到一重置信號RESET後，則進入一重置預備狀態S1。
在重置預備狀態S1中，是根據輸入時鐘脈衝將重置信號RESET同步為一系統重置信號RESET_SYS。為了確保有足夠時間完成同步的動作，重置預備狀態S1是以維持至少一個周期的第一時鐘脈衝CLK1的時間長度為佳，之後則進入一個重置狀態S2。換言之，在接收到重置信號RESET後，至少會在隔一個第一時鐘脈衝CLK1的周期後才以系統重置信號RESET_SYS對整個電子裝置進行重置動作。另外，在接收到重置信號RESET後，例如是在第一時鐘脈衝CLK1的下個完整周期開始時才進入重置預備狀態S1。
在重置狀態S2中，是以系統重置信號RESET_SYS對整個電子裝置進行重置動作。而且，在整個重置狀態S2中是改以一第二時鐘脈衝CLK2作為系統時鐘脈衝CLK_SYS來驅動電子裝置。其中，第二時鐘脈衝CLK2的周期TCLK2大於第一時鐘脈衝CLK1的周期TCLK1。重置狀態S2會維持至少一個周期的第二時鐘脈衝CLK2的時間長度，且又以維持兩個以上周期的第二時鐘脈衝CLK2的時間長度為佳。
之後，再由重置狀態S2回到非重置狀態S0，也就是以第一時鐘脈衝CLK1作為系統時鐘脈衝CLK_SYS。這樣，電子裝置即可在完成重置動作後以高頻方式繼續運作。
承上所述，由於重置狀態S2中電子裝置是採用周期較長的第二時鐘脈衝CLK2，因此這種時鐘脈衝調整方法將有助於電子裝置輕易地在一個系統時鐘脈衝CLK_SYS的周期內完成重置動作。此外，還可延長重置狀態S2的時間長度。
圖3與圖4顯示為本發明兩種實施例的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置的電路圖。以下，將結合附圖標記介紹本發明兩種實施例的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置。
首先請參照圖2與圖3，本實施例的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置200主要包括一操作單元210、一時鐘脈衝切換器220、一同步器230以及一時鐘脈衝切換控制狀態機260。操作單元210用於接收一系統重置信號RESET_SYS與一系統時鐘脈衝CLK_SYS而進行操作。圖3中所顯示的操作單元210僅為舉例說明之用，實際上操作單元210可具有各種不同的電路布局設計，以使操作單元210能夠滿足電子裝置200的各種做動需求。例如，操作單元210可為數字邏輯電路群。
時鐘脈衝切換器220接收一第一時鐘脈衝CLK1與一第二時鐘脈衝CLK2，其中第二時鐘脈衝CLK2的周期TCLK2大於第一時鐘脈衝CLK1的周期TCLK1。在此，電子裝置200例如更包括一第一時鐘脈衝發生器240與一第二時鐘脈衝發生器250，而第一時鐘脈衝CLK1與第二時鐘脈衝CLK2分別由第一時鐘脈衝發生器240與一第二時鐘脈衝發生器250所產生。或者，第一時鐘脈衝CLK1與第二時鐘脈衝CLK2也可是由電子裝置200的外部所輸入。另外，第一時鐘脈衝CLK1與第二時鐘脈衝CLK2是參考一輸入時鐘脈衝CLK_IN所產生。
時鐘脈衝切換控制狀態機260連接同步器230與時鐘脈衝切換器220，並可接收來自外部的重置信號RESET。在非重置狀態S0時，時鐘脈衝切換控制狀態機260控制時鐘脈衝切換器220輸出第一時鐘脈衝CLK1以作為系統時鐘脈衝CLK_SYS。並且，時鐘脈衝切換控制狀態機260在接收到重置信號RESET後進入重置預備狀態S1。重置預備狀態S1維持至少一個周期的第一時鐘脈衝CLK1的時間長度，之後進入一重置狀態S2。在進入重置狀態S2的同時，時鐘脈衝切換控制狀態機260控制時鐘脈衝切換器220輸出第二時鐘脈衝CLK2以作為系統時鐘脈衝CLK_SYS。其中，時鐘脈衝切換控制狀態機260例如是輸出時鐘脈衝切換信號SW_SEL至時鐘脈衝切換器220，以通知時鐘脈衝切換器220輸出第二時鐘脈衝CLK2。
同步器230是用來從外界接收前述的輸入時鐘脈衝CLK_IN，並從時鐘脈衝切換控制狀態機260接收重置信號RESET。當同步器230接收到重置信號RESET時，也就是在重置預備狀態S1中，會根據輸入時鐘脈衝CLK_IN而將重置信號RESET同步為系統重置信號RESET_SYS。在時鐘脈衝切換控制狀態機260控制時鐘脈衝切換器220輸出第二時鐘脈衝CLK2後，也就是進入重置狀態S2後，同步器230即輸出系統重置信號RESET_SYS到操作單元210。當操作單元210從同步器230接收到系統重置信號RESET_SYS時，即會在重置狀態S2內完成重置動作。
在時鐘脈衝切換器220未接收到時鐘脈衝切換信號SW_SEL前，也就是電子裝置200處於非重置狀態S0或重置預備狀態S1時，時鐘脈衝切換器220是輸出第一時鐘脈衝CLK1以作為系統時鐘脈衝RESET_SYS。為了讓操作單元210有較為充裕的時間進行重置動作，當時鐘脈衝切換器220接收到時鐘脈衝切換信號SW_SEL後，也就是在重置狀態S2中，時鐘脈衝切換器220會改為輸出具有較長周期的第二時鐘脈衝CLK2來作為系統時鐘脈衝CLK_SYS。
換言之，當操作單元210接收到系統重置信號RESET_SYS而進行重置動作時，時鐘脈衝切換器220是輸出周期大於第一時鐘脈衝CLK1的第二時鐘脈衝CLK2以作為系統時鐘脈衝RESET_SYS。如此一來，操作單元210將有極為充裕的時間進行重置動作，因此在操作單元210的電路布局設計方面將容易許多，進而減少設計成本。
另外，在此電子裝置200中，時鐘脈衝切換器220於輸出至少一個第二時鐘脈衝CLK2的周期作為系統時鐘脈衝CLK_SYS後，也就是操作單元210完成重置動作後，可回到非重置狀態S0，也就是改為輸出第一時鐘脈衝CLK1來作為系統時鐘脈衝CLK_SYS。如此一來，電子裝置200即可以高頻方式進行後續工作。
此外，在複雜的數字電路中，要讓系統重置信號RESET_SYS能在系統時鐘脈衝CLK_SYS的同一個周期內傳導到整個操作單元210的所有電路群並不是件容易的事。為了解決此問題，本發明除了在重置狀態S2中以周期較長的第二時鐘脈衝CLK2作為系統時鐘脈衝CLK_SYS外，還可以進一步配置一個重置網絡270在具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置200內，而同步器230所輸出的系統重置信號RESET_SYS例如是經由重置網絡270而輸出至操作單元210。舉例而言，重置網絡270例如是由一或多個緩衝器所組成的緩衝器電路，用以平衡各個路徑的延遲，以使每個路徑的延遲時間儘量接近。
接著請參照圖2與圖4，本發明另一實施例之具有時鐘脈衝調整功能之電子裝置300主要包括一操作單元310、一時鐘脈衝整形320以及一同步器330。操作單元310與前一實施例之操作單元210相似，而同步器330亦與前一實施例的同步器230相似，但同步器330在接收到一重置信號RESET時，是響應重置信號RESET而輸出一時鐘脈衝整形信號SHAPE_CTRL至時鐘脈衝切換器320。另外，電子裝置300也可如圖3的電子裝置200那樣，更包括相似於重置網絡270的一重置網絡370。
時鐘脈衝整形器320是接收輸入時鐘脈衝CLK_IN，並將輸入時鐘脈衝CLK_IN整形為一第一時鐘脈衝CLK1或一第二時鐘脈衝CLK2，其中第二時鐘脈衝CLK2的周期TCLK2大於第一時鐘脈衝CLK1的周期TCLK1。當時鐘脈衝整形器320未接收到時鐘脈衝整形信號SHAPE_CTRL時，也就是電子裝置300處於非重置狀態時，將輸入時鐘脈衝CLK_IN整形為第一時鐘脈衝CLK1以作為系統時鐘脈衝CLK_SYS並輸出，而當時鐘脈衝整形器320接收到時鐘脈衝整形信號SHAPE_CTRL時，將輸入時鐘脈衝CLK_IN整形為第二時鐘脈衝CLK2以作為系統時鐘脈衝CLK_SYS並輸出。因此，本實施例的電子裝置300同樣可減少操作單元310之設計成本。當然，在以同步器330與時鐘脈衝整型器320進行上述動作時，也可如圖2所顯示般區分為非重置狀態S0、重置預備狀態S1與重置狀態S2等三個階段來進行。
另外，在此電子裝置300中，時鐘脈衝整形器320於輸出一個第二時鐘脈衝CLK2的周期作為系統時鐘脈衝CLK_SYS後，也就是操作單元310完成重置動作後，例如改為輸出第一時鐘脈衝CLK1作為系統時鐘脈衝CLK_SYS。因此，本實施例之電子裝置300同樣可在完成重置動作後以高頻方式進行後續工作。
綜上所述，在本發明之時鐘脈衝調整方法與具有時鐘脈衝調整功能之電子裝置中，主要是於非重置狀態時以第一時鐘脈衝驅動電子裝置，而在電子裝置接收到一重置信號並同步化為系統重置信號後，以第二時鐘脈衝驅動電子裝置並進行系統重置，且第二時鐘脈衝的周期大於第一時鐘脈衝的周期。如此一來，電子裝置不僅可獲得較長的重置時間以降低電路布局設計的成本，更可在重置完成後以周期較短的第一時鐘脈衝進行高頻操作。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種時鐘脈衝調整方法，用於一電子裝置，該時鐘脈衝調整方法包括接收一輸入時鐘脈衝；當該電子裝置處於一非重置狀態時，以一第一時鐘脈衝驅動該電子裝置，且在該非重置狀態中接收到一重置信號後，進入一重置預備狀態；在該重置預備狀態中根據該輸入時鐘脈衝將該重置信號同步為一系統重置信號，並以至少一個該第一時鐘脈衝的周期維持該重置預備狀態後進入一重置狀態；以及在該重置狀態中以該系統重置信號及一第二時鐘脈衝驅動該電子裝置，並在至少一個該第二時鐘脈衝的周期後回到該非重置狀態，其中該第二時鐘脈衝的周期大於該第一時鐘脈衝的周期。
2.如權利要求1所述的時鐘脈衝調整方法，其中在接收到該重置信號後，在該第一時鐘脈衝的下個完整周期開始時進入該重置預備狀態。
3.如權利要求1所述的時鐘脈衝調整方法，其中該重置狀態維持了多個該第二時鐘脈衝的周期。
4.一種具有時鐘脈衝調整功能之電子裝置，包括一操作單元，用於接收一系統重置信號與一系統時鐘脈衝而進行操作；一時鐘脈衝切換器，用於接收一第一時鐘脈衝與一第二時鐘脈衝，其中該第二時鐘脈衝的周期大於該第一時鐘脈衝的周期；一時鐘脈衝切換控制狀態機，用於在一非重置狀態時控制該時鐘脈衝切換器輸出該第一時鐘脈衝作為該系統時鐘脈衝，並在接收到一重置信號後進入一重置預備狀態，且以至少一個該第一時鐘脈衝的周期維持該重置預備狀態後進入一重置狀態，而在進入該重置狀態的同時控制該時鐘脈衝切換器輸出該第二時鐘脈衝作為該系統時鐘脈衝；以及一同步器，用於從外界接收一輸入時鐘脈衝與從該時鐘脈衝切換控制狀態機接收該重置信號，並根據該輸入時鐘脈衝將該重置信號同步為該系統重置信號，而在該時鐘脈衝切換控制狀態機進入該重置狀態的同時輸出該系統重置信號至該操作單元。
5.如權利要求4所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，其中該時鐘脈衝切換控制狀態機在該時鐘脈衝切換器輸出至少一個該第二時鐘脈衝的周期後回到該非重置狀態，而控制該時鐘脈衝切換器輸出該第一時鐘脈衝作為該系統時鐘脈衝。
6.如權利要求4所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，還包括一第一時鐘脈衝發生器，用於產生並輸出該第一時鐘脈衝。
7.如權利要求4所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，還包括一第二時鐘脈衝發生器，用於產生並輸出該第二時鐘脈衝。
8.如權利要求4所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，還包括一重置網絡，該同步器所輸出的該系統重置信號是經由該重置網絡而輸出至該操作單元。
9.如權利要求8所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，其中該重置網絡包括緩衝器電路。
10.一種具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，包括一操作單元，用於接收一系統重置信號與一系統時鐘脈衝而進行操作；一時鐘脈衝整形器，用於接收一輸入時鐘脈衝，並將該輸入時鐘脈衝整形為一第一時鐘脈衝或一第二時鐘脈衝，其中該第二時鐘脈衝的周期大於該第一時鐘脈衝的周期；以及一同步器，用於接收該輸入時鐘脈衝與一重置信號，並響應該重置信號而輸出一時鐘脈衝整形信號至該時鐘脈衝整形器，且根據該輸入時鐘脈衝將該重置信號同步為該系統重置信號，而在輸出該時鐘脈衝整形信號後輸出該系統重置信號至該操作單元，其中當該時鐘脈衝整形器未接收到該時鐘脈衝整形信號時，輸出該第一時鐘脈衝以作為該系統時鐘脈衝，而當該時鐘脈衝整形器接收到該時鐘脈衝整形信號時，輸出該第二時鐘脈衝以作為該系統時鐘脈衝。
11.如權利要求10所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，其中該時鐘脈衝整形器在輸出至少一個該第二時鐘脈衝的周期作為該系統時鐘脈衝後，是改為輸出該第一時鐘脈衝作為該系統時鐘脈衝。
12.如權利要求10所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，還包括一重置網絡，該同步器所輸出的該系統重置信號是經由該重置網絡而輸出至該操作單元。
13.如權利要求12所述的具有時鐘脈衝調整功能的電子裝置，其中該重置網絡包括緩衝器電路。
全文摘要
一種時鐘脈衝調整方法及具有執行此時鐘脈衝調整方法的功能的電子裝置。此時鐘脈衝調整方法包括當電子裝置處於一非重置狀態時，以一第一時鐘脈衝驅動電子裝置；以及當電子裝置接收到一重置信號時，以一第二時鐘脈衝驅動電子裝置。其中，第二時鐘脈衝的周期大於第一時鐘脈衝的周期。
文檔編號H03K17/22GK1829086SQ20051005108
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月3日 優先權日2005年3月3日
發明者陳文寬 申請人:凌陽科技股份有限公司