专利名称：：减少sso变动的动态转向速率控制装置与方法
技术领域：
：本发明涉及一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法，尤其是指一种降低在输出入总线中因复数个资料位同时转变为相同方向时所产生的电压噪声造成周期大小的变动量的动态转向速率控制装置与方法。
背景技术：
：在现代愈来愈讲求快速的时代，数据处理趋向超高频，而愈来愈高的输出入(I/O)运作速率系统环境亦相对发展，而使同步转换输出(simultaneousswitchingoutput，SSO)成为一个重要的课题。公知技术中，在输出入总线(I/Obus)上设计输出输入缓冲器(IObuffer)时，会遇到由同步转换输出(SSO)造成的信号变动噪声，尤其是在多个资料位同时由1切换到0或由0切换至1时(bitstoggling)，也就是由高电位转为低电位，或由低电位转为高电位时，因传递的资料信号的电感效应(Inductance)，使流经的大电流会造成电源/接地端位准变动(bounce)，而造成有多种的输出输入缓冲器的转向速率(slewrate)，而变动(Jitter)愈大，有效的资料范围则愈小。若以四位输出输入缓冲器结构为例，图1显示当一个至四个资料位同时切换造成的位准变动噪声，其中曲线A表示一个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形；曲线B为两个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形；曲线C为三个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形；曲线D为四个资料位同时切换造成的电源/接地位准变动波形。输出入资料信号间的电感效应会因为L×(di/dt)而造成压降，其中L为电感，di/dt为单位时间的电流变动。虽然电感L不变，但是愈多的资料位同时切换，压降仍随之愈大，如此是因为电源/接地位准变动依资料型态(datapattern)转换的现象造成的，因此，经由输出输入缓冲器输出的转向速率改变，而使SSO变动情形变大。如图2A为一输入至输出输入缓冲器的原始波形，而图2B显示因为输入资料位同时切换造成的输出转向速率变异，此SSO变动如图示的变异量e，其中显示有四个曲线A，B，C，D，分别代表不同情况下同时切换的资料位的位准变化。曲线A为最少个同时切换的资料位，曲线B为次多，至曲线D为最多的同时切换的资料位。在0/1信号切换时，电压的位准为一渐进式地上升(rising)或下降(falling)，并非急剧变化的波形，如图示，曲线A有一上升过程的曲线经过一平稳信号再成为一下降曲线，曲线B的位准变化为一稍微和缓的上升，经一平稳的位准，再为稍缓的下降曲线，曲线C为更为和缓的位准变化过程，而曲线D为更多的资料位同时切换的位准变化。上述显示在输入信号为不同情况下的0/1切换时，造成的转向速率变异量e会影响有效的资料(validdata)判断，如图示的数据段f。若于CPU的输出入总线，系统内存的传输，计算机系统各周边的I/O传输等高频传输的环境下作位信号同步转换输出(SSO)的动作，此数据段f更会因高频切换的动作而被压缩到不可判断的情况。公知技术中，愈多的资料位同时切换并拥有相同的资料型态(即曲线上升或下降)，会因为SSO效应造成的电源/接地位准变动现象而减低其输出的转向速率。在过去几年发展出很多的方法可以减低SSO效应与SSO变动(Jitter)。如美国专利No.5,229,657所述的控制同步转换输出噪声方法与装置，为了降低在IC的输出电路中的同步转换噪声(simultaneousswitchingnoise)。如图3所示的输出保持缓存器(outputholdingregister)电路图，其为设置于一IC中的输出保持缓存器30，其中包括有复数个触发器(flip-flops)301，302，303，304、信号线311，312，313，314、垫片321，322，323，324、三态控制器331，332，333，334。每个触发器可保有一位的数据，并分别藉由信号线311，312，313，314接收由一序列转移缓存器(serialshiftregister)300传送的资料。就触发器301而言，由时脉输入端CK接收由时脉信号线305传输的时脉信号，在此电路运作时，触发器301将来自序列转移缓存器300的资料位由其输入端D送至输出端Q，并经由一三态驱动器(tri-statedriver)331转送至此电路的垫片(pad)321，此三态驱动器331的状态由控制信号线306来控制。除了触发器301直接由其时脉输入端CK接收时脉信号外，其它触发器302，303，304皆透过额外的电路或逻辑闸来延迟时脉信号，籍以解决资料位传达至垫片时因同步转换产生的噪声。更有一种前级驱动倾斜(pre-driverskewing)方法利用RC延迟来增加前级驱动器的倾斜率，籍以防止输出输入缓冲器在同步转换时产生的噪声。另有籍一低权重编码(low-weightcoding)来同时降低开关位(togglingbit)的方式，来减低SSO的影响。而公知的输出输入缓冲器在正常运作时对前级驱动(pre-driver)或后级驱动(post-driver)为一固定的驱动能力，并不会消除因为多变的位切换造成的转向速率变异的效应。有鉴于此，本发明提出一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置与方法，在不同资料位切换下利用资料型态补偿的动态转向速率控制方法来补偿转向速率(slewrate)的变异，此方法会动态调整输出输入缓冲器的驱动能力来修正转向速率，并依据资料型态来补偿其中的SSO效应。本发明的技术解决方案是一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置，于不同资料位(databit)切换下藉一资料型态(datapattern)补偿的动态转向速率控制来补偿一转向速率(slewrate)的变异，藉该装置动态调整一输出输入缓冲器(I/Obuffer)的驱动能力来修正该转向速率，并依据该资料型态来补偿其中的同步转换输出(SSO)效应，该装置包括有一资料型态侦测单元，侦测输入的一资料位切换讯号；一运算单元，电连接该资料型态侦测单元，并接收该资料型态侦测单元的输出资料；一转向速率控制对应表，电连接该运算单元，并接收该运算单元的输出数据；一转向速率控制总线，连接该转向速率控制对应表，并接收其输出资料；以及一转向速率控制单元，设置于该输出输入缓冲器中，以连接该转向速率控制总线，并接收其输出资料。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其中该运算单元为加法器，其中更包括有接收上升讯号的一第一加法器与接收下降信号的一第二加法器。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其中该转向速率控制对应表为该资料型态与该转向速率的对应表或为一可程序化(programmable)的转向速率控制对应表。本发明还提供一种减少SSO变动的动态转向速率控制方法，以动态调整一输出输入缓冲器(I/Obuffer)的驱动能力来修正一转向速率，并依据一资料型态的分析来补偿其中的同步转换输出(SSO)效应，该方法的步骤流程包括有接收一资料位的切换信号，由一资料型态侦测单元接收；分析该资料位的切换信号的资料型态，判断该信号为上升或是下降的信号；执行运算；对照一转向速率控制对应表，以决定一转向速率设定值；以及调整该转向速率。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其中于该执行运算的步骤中是由一加法器执行加总。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其中于该执行运算的步骤中藉一第一加法器与一第二加法器分别接收上升与下降信号。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其中于该对照该转向速率控制对应表的步骤中，对应该资料型态与该转向速率。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其中于调整该转向速率的步骤中，是由一转向速率控制单元经由一转向速率控制总线接收该转向速率控制对应表输出的设定值调整。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其中该调整该转向速率的步骤为调整资料输入与输出间的该输出输入缓冲器的驱动能力。如上所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其中该转向速率控制对应表为一可程序化(programmable)的转向速率控制对应表。本发明的减少同步转换输出(SSO)变动的动态转向速率(slewrate)控制装置与方法，于输出入总线(I/OBus)传送信号时，用以降低因为瞬间复数个资料位(databit)同时转变为相同方向时所产生的电压噪声造成周期大小的变动量。该装置与方法先分析资料的型态，并且根据分析的结果以一转向速率控制对应表(mappingtable)来决定符合该资料型态的转向速率控制设定，并且将此设定传送到使用相同电压的输出输入缓冲器(IObuffer)，以达到本发明降低SSO变动量的目的。图1为当一个至四个资料位同时切换造成的位准变动噪声示意图；图2A为一输入至输出输入缓冲器的原始波形；图2B为因输入资料位同时切换造成的输出转向速率变异示意图；图3为公知技术降低SSO噪声的输出保持缓存器电路图；图4为本发明减少SSO变动的动态转向速率控制装置示意图图5为本发明减少SSO变动的动态转向速率控制方法流程图；图6为经本发明改善的输出转向速率变异的波形示意图。附图标号说明A，B，C，D、曲线e、变异量f、数据段30、输出保持缓存器300、序列转移缓存器311，312，313，314、信号线301、302、303、304、触发器321，322，323，324、垫片331，332，333，334、三态驱动器CK、时脉信号端305、时脉信号线306、控制信号线D、输入端Q、输出端41、资料型态侦测单元42a、第一加法器42b、第二加法器43、转向速率控制对应表45、前级控制单元46、转向速率控制单元47、后级驱动单元44、转向速率控制总线具体实施方式于一般输出输入系统中，在输出入总线(I/Obus)上设计输出输入缓冲器(IObuffer)时，会遇到由同步转换输出(SSO)造成的信号变动噪声(Jitter)，尤其是愈多个资料位同时0/1切换时(bitstoggling)，因传递的资料信号的电感效应(inductance)，使流经的大电流会造成电源/接地端位准变动(bounce)，而降低输出输入缓冲器的转向速率(slewrate)，且变动愈大，有效的资料范围则愈小。故本发明以渐进式地增加其输入输出缓冲器的驱动能力以增快其转向速率，反之，其转向速率较大，本发明则降低其输出输入缓冲器的驱动能力以减缓转向速率。本发明通过控制动态转向速率以减少同步转换输出(SSO)变动，藉分析资料型态(datapattern)来决定转向速率控制(slewratecontrol)的设定，并将此设定在相同的电气环境下应用于各IO缓冲器(IObuffer)，实验结果在800MHz的数据传输率(datarate)下可减低30％的SSO变动。如图4所示为本发明减少SSO变动的动态转向速率控制装置示意图，此为一资料型态补偿动态转向速率控制(patterncompensateddynamicslewratecontrol，PCDSRC)的装置，包括有复数个相互电连接的组件，如一资料型态侦测单元(rise/falldetector)41、一运算单元，如加法器(adder)42a，42b、一转向速率控制对应表(mappingtable)43与一转向速率控制单元(slewratecontrolunit)46，藉此装置来分析输出入资料型态(datapattern)，可动态修正在一输出入系统中输出输入缓冲器(IObuffer)的转向速率。本发明即为修正处于输出输入缓冲器中处理数据输入的前级驱动(pre-driver)单元45与数据输出入后级驱动(post-driver)单元47间的转向速率，以自动调整转向速率来补偿因多资料位切换效应造成的SSO变动。上述的输入输出缓冲器用以提供放大输出入资料的驱动能力。如图所示，资料型态侦测单元41会侦测输入的资料位切换信号，籍以得到由0至1或由1至0同时切换的数目，更包括所有使用相同电源/接地平面的资料位信息，分析该资料型态为低电位转为高电位的上升状态(rising)，如0切换为1，或是由高电位转为低电位的下降状态(falling)，如1切换为0。其结果输出至运算单元，此例为加法器42a，42b，藉以作一加总运算，如上升状态的信号传送至第一加法器42a，下降状态的信号传送至第二加法器42b。再将运算结果传送至转向速率控制对应表43，此转向速率控制对应表43为资料型态与转向速率的对应表，在此会查表决定一转向速率(slewrate)控制设定值，此设定值便符合将要输入的资料型态，如果愈多的资料位同时切换并拥有相同的资料型态(即波形上升或下降)，会因为SSO效应造成的电源/接地位准变动现象而减低其输出的转向速率，而本发明则慢慢地增加输出输入缓冲器(I/Obuffer)的驱动能力以增快其转向速率；相反地，如果愈少相同型态的资料位同时切换，冈为SSO效应造成的位准变动现象较小，则输出的转向速率则会较大，本发明则需降低其输出输入缓冲器的驱动能力以使转向速率较慢。另外，此转向速率控制对应表43为一可程序化(programmable)的转向速率控制对应表，在不同情况下可弹性给予较好的转向速率。最后将针对上升与下降波形等不同资料型态产生的结果输出至转向速率控制总线44，再传送至转向速率控制单元46。故在一输入输出的系统中的输出输入缓冲器内，输入信号经前级驱动单元45至后级驱动单元47的过程中，经本发明的动态转向速率控制装置的处理后，可大幅减少因位元资料同步转换造成的噪声的输出信号。如前述本发明减少SSO变动的动态转向速率控制装置揭露一设置于前级驱动单元45与后级驱动单元47间的实施例，但实际上仍可应用于该前级驱动单元45或后级驱动单元47上，并不限于本实施例的应用。本发明提供一种在不同资料位切换下藉资料型态补偿的动态转向速率控制方法来补偿转向速率(slewrate)的方法，此方法会动态调整输出输入缓冲器的驱动能力来修正转向速率，并依据资料型态来补偿其中的SSO效应。如图5所示的方法流程图，详述如下开始时，在真正作各资料位同步转换输出(SSO)前，先行输入各资料位的切换信号至一资料型态侦测单元中(步骤S51)；进行分析该输入资料的位元资料型态，分析结果判断该信号为上升或是下降的信号(步骤S52)；将上升与下降信号分别于一运算单元执行运算，如一加法运算，得一加总值(步骤S53)；将该加总值对照一事先制作的转向速率控制对应表，以决定一转向速率设定值，此转向速率控制对应表为可程序化，依据各系统的电气环境而有动态的调整能力(步骤S54)；藉其设定值调整转向速率，由输出输入缓冲器中的转向速率控制单元经由转向速率控制总线接收转向速率控制对应表输出的设定值调整之(步骤S55)。最后，系统可藉以调整该转向速率，达到减少SSO变动的目的。其应用上，可选定一基本的转向速率控制设定值，再依据此设定值来调整其它情况下的转向速率，达到补偿因资料位的切换与电源/接地的位准变动现象造成的转向速率变异。上述针对因SSO变动产生补偿转向速率的效果，如图6示意图所示，所产生动态的转向速率针对各样不同的资料型态与电源/接地端位准作一补偿，得到变异量e改善。综上所述，本发明为一动态转向速率(slewrate)控制装置与方法，藉动态修正输出输入缓冲器的驱动能力以改变转向速率，使改善输出入总线(I/OBus)在传送信号时因为瞬间资料位同时转变为相同方向时所产生的电压噪声造成周期大小的变动量，克服了现有技术的缺陷。虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。权利要求1.一种减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其特征在于于不同资料位(databit)切换下藉一资料型态补偿的动态转向速率控制来补偿一转向速率的变异，藉该装置动态调整一输出输入缓冲器的驱动能力来修正该转向速率，并依据该资料型态来补偿其中的同步转换输出效应，该装置包括有一资料型态侦测单元，侦测输入的一资料位元切换讯号；一运算单元，电连接该资料型态侦测单元，并接收该资料型态侦测单元的输出资料；一转向速率控制对应表，电连接该运算单元，并接收该运算单元的输出数据；一转向速率控制总线，连接该转向速率控制对应表，并接收其输出资料；以及一转向速率控制单元，设置于该输出输入缓冲器中，以连接该转向速率控制总线，并接收其输出资料。2.如权利要求1所述的减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其特征在于该运算单元为加法器，其中更包括有接收上升讯号的一第一加法器与接收下降信号的一第二加法器。3.如权利要求1所述的减少SSO变动的动态转向速率控制装置，其特征在于该转向速率控制对应表为该资料型态与该转向速率的对应表或为一可程序化的转向速率控制对应表。4.一种减少SSO变动的动态转向速率控制方法，以动态调整一输出输入缓冲器的驱动能力来修正一转向速率，并依据一资料型态的分析来补偿其中的同步转换输出效应，该方法的步骤流程包括有接收一资料位元的切换信号，由一资料型态侦测单元接收；分析该资料位的切换信号的资料型态，判断该信号为上升或是下降的信号；执行运算；对照一转向速率控制对应表，以决定一转向速率设定值；以及调整该转向速率。5.如权利要求4所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其特征在于于该执行运算的步骤中是由一加法器执行加总。6.如权利要求4所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其特征在于于该执行运算的步骤中藉一第一加法器与一第二加法器分别接收上升与下降信号。7.如权利要求4所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其特征在于于该对照该转向速率控制对应表的步骤中，对应该资料型态与该转向速率。8.如权利要求4所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其特征在于于调整该转向速率的步骤中，是由一转向速率控制单元经由一转向速率控制总线接收该转向速率控制对应表输出的设定值调整。9.如权利要求4所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其特征在于该调整该转向速率的步骤为调整资料输入与输出间的该输出输入缓冲器的驱动能力。10.如权利要求4所述的减少SSO变动的动态转向速率控制方法，其特征在于该转向速率控制对应表为一可程序化的转向速率控制对应表。全文摘要本发明为一种减少同步转换输出(simultaneousswitchingoutput，SSO)变动的动态转向速率(slewrate)控制装置与方法，于输出入总线(I/OBus)传送信号时，用以降低因为瞬间复数个资料位(databit)同时转变为相同方向时所产生的电压噪声造成周期大小的变动量。该装置与方法先分析资料的型态，并且根据分析的结果以一转向速率控制对应表(mappingtable)来决定符合该资料型态的转向速率控制设定，并且将此设定传送到每个相同电压的输出输入缓冲器(IObuffer)，以达到本发明降低SSO变动量的目的。文档编号H03K19/003GK1719731SQ200410062368公开日2006年1月11日申请日期2004年7月6日优先权日2004年7月6日发明者叶俊文申请人:扬智科技股份有限公司