号Y都为低电平，因此dly4单元的输入端II也为低电平，而dly2单元的反相作用使信号d(dly3单元的10输入端)为高电平。此时如果输入信号A变为高电平，经过dlyO单元的延时以后，信号b变为高电平，使dly4单元的10输入端和dly3单元的12输入端变为高电平，但由于dly4单元的II为低电平，所以dly4单元输出为低电平，dly3单元也输出低电平。信号b经过dlyl单元的延迟后，dly3单元的II输入端也变为高电平，此时dly3单元的三个输入端将全部变为高电平，导致dly3单元输出f变为高电平，从而信号Y输出高电平。一旦输出信号Y变为高电平，dly4单元的II端将变为高电平，使dly4单元输出e变为高电平。当A信号的上升沿经过dly2单元传递到dly3单元的10端时，10输入端将变为低电平，从而使dly3单元的输出f变为低电平。但此时dly4单元的输出e已经变成高电平，因此输出信号Y将保持高电平。此时如果输入信号A变为低电平，dly4单元的10端和dly3单元的12端在经过dlyO单元的延迟后将变为低电平，导致dly3单元和dly4单元均输出低电平，从而使输出Y变为低电平。由以上分析可知，该延迟单元传输上升沿时的延迟比传输下降沿时的延迟多一个dlyl单元的延迟，也就是说只需要改变dlyl单元的延迟就可以根据需求调节延迟单元对信号上升沿的延迟，且保持该单元对信号下降沿的延迟不变。
[0026]dly2单元的引入可以有效解决图3所示电路的缺点。假如在输入信号Y由高电平变为低电平后，输入信号A快速变为高电平，此时由于dlyl单元的延迟作用，输入信号A的上一个下降沿还未传到dly3单元的II端，即信号c仍然为高电平，这就是图3所示电路无法正常工作的原因。而该电路中由于dly2反相单元的存在，使dly3单元的10输入端为0，因此dly3单元将保持输出低电平，即A信号的快速上升不会引起输出信号Y的快速上升。直到A信号的上一个下降沿经过dlyl单元和dly2反相单元传输到dly3单元的10端，使10端变为高电平，然后信号A的第二个上升沿经过dlyl单元传送到dly3单元的II端，才可以使延时单元的输出Y变高。因此，该电路克服了图3所示电路的缺点，输入信号A的每一个上升沿都需要经过dlyl单元才可以传送到输出信号Y。图6示出了该电路的工作波形。
[0027]本发明提出的可用于异步电路四相位握手协议的非对称延时电路装置的第二实施例，具体电路结构如图7所示。
[0028]该电路中，由第一反向器(dly2单元)、三输入与门(dly3单元)、第一两输入与门(dly4单元)、第一两输入或门(dly5单元)、第二反向器(dly7单元)、第二两输入与门(dly8单元)和第二两输入或门(dly9单元)构成反馈控制电路。
[0029]电路中dlyO单元为隔离缓冲器，主要目的是将电路的内部约束与电路的端口隔离开，方便在自动综合时为该电路设置约束。dlyl为延时可调节的延时单元，由一个或多个缓冲器组成，或者由一对或多对反相器对组成。dlyl单元的输入来自于DlyO单元的输出。Dly2单元为一个反相器，用于将输入的数字信号取反。Dly2单元的输入来自于Dlyl单元的输出。Dly3单元为一个三输入与门，其三个输入端10、I1、12分别与dly9单元的输出、dlyl单元的输出、dlyO单元的输出相连。dly4单元为一个两输入的与门，其两个输入端
10、II分别与dlyO单元的输出、dly5单元的输出相连。Dly5单元为一个两输入的或门，其两个输入端10、II分别与dly3单元的输出、dly4单元的输出相连。Dly7单元为一个反相器，其输入端来自于dly5单元的输出。Dly8单元为一个两输入的与门，其两个输入端10、II分别与dly9单元的输出、dly7单元的输出相连。Dly9单元为一个两输入的或门，其两个输入端10、II分别与dly8单元的输出、dly2单元的输出相连。
[0030]在第二实施例中，dly2单元的输出信号d没有直接接入dly3单元的10端，而是通过二输入“或门”后产生信号k接入dly3单元的10端。“或门”的另一个输入端10的信号来自于dly8单元的输出，而dly8单元的输入则分别是Y信号的反馈和k信号的反馈。这种设置避免了 Y信号刚变为高电平时，如果dly2的延时比较短，d信号会快速变为低电平，从而f信号变为低电平的情况。如果此时Y信号未能锁定在dly4单元中，Y信号就会重新变为低电平。引入dly9单元后，当d信号变为低电平时，如果此时Y信号依然为低电平，则k信号将保持高电平，从而维持信号f为高电平，直到Y信号变为高电平，dly2单元输出的低电平信号才可以经过dly9单元到达dly3单元的10端。另外，由于信号Y经过dly8和dly9单元的延时将大于信号Y经过dly4单元的延时，因此可以确保Y信号的高电平经过dly8和dly9传输至dly3单元时已经稳定地锁存在dly4单元中。
【主权项】
1.一种用于异步电路四相位握手协议的非对称延时装置，其特征在于，所述非对称延时装置包含延时逻辑电路和反馈控制电路，其中，所述延时逻辑电路的输入端与输入的对称控制信号连接；所述反馈控制电路包含第一输入端、第二输入端以及第三输入端，所述第一输入端与输入的对称控制信号连接，所述第二输入端与所述延时逻辑电路的输出端连接，所述第三输入端与所述非对称延时装置的输出端反馈连接，所述反馈控制电路根据第一输入端和第二输入端的输入以及第三输入端的反馈输入，在输出端产生一非对称控制信号。2.根据权利要求1所述的非对称延时装置，其中信号通过所述延时逻辑电路的传输延迟时间为tl，所述非对称延时装置输出的非对称控制信号的上升沿与输入的对称控制信号的上升沿之间的延迟时间为tl+t2 ;所述非对称延时装置输出的非对称控制信号的下降沿与输入的对称控制信号的下降沿之间的延迟时间为t2，其中t2〈tl。3.根据权利要求2所述的非对称延时装置，其中所述非对称延时装置输出的非对称控制信号出现下降沿后，输入的对称控制信号的下降沿与下一个上升沿之间的延迟时间为t3，其中 t3〈tl。4.根据权利要求1所述的非对称延时装置，其中所述延时逻辑电路包含多个延时单元，每个所述延时单元选自下列任一种单元或其组合:缓冲器、反向器或传输门。5.根据权利要求1所述的非对称延时装置，其中所述反馈控制电路包括一个反向器(dly2)、一个三输入与门(dly3)、一个两输入与门(dly4)和一个两输入或门(dly5);所述反相器(dly2)的输入端与所述延时逻辑电路(dlyl)的输出端相互连接，作为所述反馈控制电路的所述第二输入端；所述三输入与门(dly3)的第一个输入端(10)与所述反向器(dly2)的输出端相互连接，所述三输入与门(dly3)的第二个输入端(II)与所述延时逻辑电路(dlyl)的输出端相互连接，所述三输入与门(dly3)的第三个输入端(12)与所述两输入与门(dly4)的第一个输入端相互连接，同时与所述延时逻辑电路(dlyl)的输入端相互连接，作为所述反馈控制电路的所述第一输入端；所述两输入与门(dly4)的第二个输入端与所述两输入或门(dly5)的输出端相互连接，作为所述反馈控制电路的所述第三输入端；所述两输入或门(dly5)的第一个输入端与所述三输入与门(dly3)的输出端相互连接，所述两输入或门(dly5)的第二个输入端与所述两输入与门dly4的输出端相互连接，所述两输入或门(dly5)的输出端即为所述反馈控制电路的输出端，输出用于异步电路的非对称控制信号。6.根据权利要求1所述的非对称延时装置，其中所述反馈控制电路包括第一反向器(dly2)、三输入与门(dly3)、第一两输入与门(dly4)、第一两输入或门(dly5)、第二反向器(dly7)、第二两输入与门(dly8)和第二两输入或门(dly9);所述第一反相器(dly2)的输入端与所述延时逻辑电路(dlyl)的输出端相互连接，作为所述反馈控制电路的所述第二输入端；所述三输入与门(dly3)的第一个输入端(10)与所述第二两输入或门(dly9)的输出端相互连接，所述三输入与门(dly3)的第二个输入端(II)与所述延时逻辑电路(dlyl)的输出端相互连接，所述三输入与门(dly3)的第三个输入端(12)与所述第一两输入与门(dly4)的第一个输入端相互连接，并同时与所述延时逻辑电路(dlyl)的输入端相互连接，作为所述反馈控制电路的所述第一输入端；所述第一两输入与门(dly4)的第二个输入端与所述第一两输入或门(dly5)的输出端相互连接，作为所述反馈控制电路的所述第三输入端；所述第二两输入与门(dly8)的第一个输入端与所述第二两输入或门(dly9)的输出端相互连接，所述第一两输入与门(dly8)的第二个输入端与所述第二反向器(dly7)的输出端相互连接；所述第二两输入或门(dly9)的第一个输入端与所述第二两输入与门(dly8)的输出端相互连接，所述第二两输入或门(dly9)的第二个输入端与所述第一反向器(dly2)的输出端相互连接；所述第一两输入或门(dly5)的第一个输入端与所述三输入与门(dly3)的输出端相互连接，所述第一两输入或门(dly5)的第二个输入端与所述第一两输入与门(dly4)的输出端相互连接，所述第一两输入或门(dly5)的输出端即为所述反馈控制电路的输出端，输出用于异步电路的非对称控制信号。
【专利摘要】本发明公开了一种新型的可用于异步电路四相位握手协议的非对称延时电路装置。该装置包含延时逻辑电路和反馈控制电路，其中反馈控制电路包含第一输入端、第二输入端以及第三输入端，第一输入端与输入的对称控制信号连接，第二输入端与延时逻辑电路的输出端连接，第三输入端与非对称延时装置的输出端反馈连接，反馈控制电路根据第一输入端和第二输入端的输入以及第三输入端的反馈输入，在输出端产生一非对称控制信号。本发明在可靠实现非对称延时功能的同时，能够对异步电路的后续数据处理请求作出快速反应，从而避免了非对称延时特性的失效。<!-- 2 -->
【IPC分类】H03K5/133
【公开号】CN105306022
【申请号】CN201510887564
【发明人】张延军
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月7日