Abstrait

STRATÉGIES DE HORLOGE DANS LES E/S À HAUTE VITESSE À L'AIDE DE PLL

Namita Jain

Les stratégies de synchronisation normales ne sont pas applicables à des fréquences très élevées en raison des problèmes d'intégrité du signal. La vitesse de tout circuit à grande vitesse est finalement déterminée par les circuits d'E/S qui lui sont associés. Cet article décrit une comparaison entre différentes stratégies de synchronisation et donne une gamme d'applications de celles-ci. Au cours des années 1970-1990, les portes commutaient si lentement que les signaux numériques ressemblaient en fait à des uns et des zéros. La modélisation analogique de la propagation du signal n'était pas nécessaire. Aux vitesses actuelles, les éléments simples et passifs d'un système, à savoir les fils, les traces de cartes PC, les connecteurs et les boîtiers de puces, constituent une partie importante du retard global du signal. De plus, ces éléments provoquent des problèmes, des réinitialisations, des erreurs logiques et d'autres problèmes. Les conceptions sont poussées vers des vitesses de fonctionnement plus élevées. Pour les cartes hautes performances, les MCM et les systèmes, la conception de l'interconnexion doit être spécifiée et pilotée à partir des exigences électriques pour : (1) Respecter les temps de configuration et de maintien et garantir l'intégrité du signal (2) Éviter les itérations de conception/disposition/vérification (3) Garantir de faibles coûts de fabrication et une fiabilité élevée La technique de signalisation conventionnelle, appelée signalisation Common Clock (CC) [prise en charge par référence], repose sur une horloge système unique distribuée à tous les agents de bus comme référence commune. Toutes les transactions sont effectuées de verrou à verrou à l'aide de cette référence d'horloge commune. Les délais de propagation des traces sont régis par la longueur des traces. Les longueurs des traces sont souvent régies par la solution thermique. À mesure que les vitesses augmentent, les dissipateurs thermiques deviennent plus grands et éloignent les composants les uns des autres, ce qui limite la vitesse d'une conception de bus à horloge commune. La synchronisation source-synchrone fait référence à la technique consistant à approvisionner une horloge avec les données. Plus précisément, la synchronisation des signaux de données unidirectionnels est référencée à une horloge (souvent appelée stroboscope) provenant du même appareil qui génère ces signaux, et non à une horloge globale (c'est-à-dire générée par un maître de bus). L'une des raisons pour lesquelles la synchronisation source-synchrone est utile est qu'il a été observé que tous les circuits d'un dispositif semi-conducteur donné subissent à peu près la même variation de température-tension de processus (PVT). Cela signifie que le délai de propagation du signal subi par les données à travers un dispositif suit le délai subi par l'horloge à travers ce même dispositif sur PVT. Une approche plus radicale pour réduire la surcharge de synchronisation consiste à éliminer entièrement l'horloge. De telles conceptions sont appelées conceptions auto-synchronisées. Les systèmes auto-synchronisés fournissent des informations d'achèvement avec leurs valeurs de données. Ces informations d'achèvement contrôlent le séquençage des données à travers la machine et peuvent être codées dans les données (véritable auto-synchronisation) ou peuvent être générées en utilisant des circuits de correspondance de délai.