延遲線(DL)電路是一個廣為人知的概念，是一個可將電信號延遲一段時間的邏輯元件。從DDR SDRAM (雙倍數據率同步動態隨機存取存儲器)到DLL(延遲鎖相環)，延遲線的應用範圍十分廣泛。在DL延遲線模塊內，為生成一個確定性移相信號，我們需要設定邏輯元件的延時，並調整延時設置，以補償製程、電壓和溫度(PVT)對測量值的影響。

 

圖1: 延遲線示例

 

圖 1給出一個預定數量的延遲單元構成的延遲線電路和通過配置字實現的反饋通道(Dfb)的示例
，通過延遲配置字
，可以在Din引腳輸入信號和Dout引腳輸出信號之間設定所需 延時。每個延遲單元在Din和Dl兩個引腳之間生成固定的通道延時。

 

我wo們men可ke以yi通tong過guo多duo種zhong方fang式shi計ji算suan符fu合he理li想xiang延yan遲chi要yao求qiu的de配pei置zhi字zi，計ji算suan已yi知zhi時shi鍾zhong延yan長chang一yi個ge周zhou期qi所suo需xu延yan遲chi單dan元yuan的de數shu量liang就jiu是shi其qi中zhong一yi種zhong方fang法fa。確que定ding一yi個ge延yan遲chi單dan元yuan的de延yan時shi不bu難nan。圖tu2所示是這種計算方法的原理；ClkIN 是已知時鍾信號
，輸出是延長一個周期的ClkIN信號。這個模塊的輸出(延遲單元的數量)用於確定延遲線的配置，如圖1所示。

 

圖2: 延遲配置字計算示例

 

如果噪聲或幹擾在ClkIN上引起尖峰，測量精確度將會受到錯誤數據的影響。眾所 周(zhou)知(zhi)
，錯(cuo)誤(wu)的(de)設(she)置(zhi)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)延(yan)遲(chi)線(xian)電(dian)路(lu)暫(zan)時(shi)性(xing)功(gong)能(neng)紊(wen)亂(luan)。假(jia)設(she)在(zai)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)，參(can)考(kao)周(zhou)期(qi)比(bi)標(biao)稱(cheng)值(zhi)小(xiao)很(hen)多(duo)或(huo)大(da)很(hen)多(duo)，輸(shu)入(ru)延(yan)長(chang)線(xian)的(de)新(xin)計(ji)算(suan)值(zhi)將(jiang)會(hui)與(yu)以(yi)前(qian)的(de)數(shu)值(zhi)有(you)很(hen)大(da)差(cha)異(yi)。圖(tu)1所示的DL將會生成一個錯誤信號，被隨機抖動信號吸收。

 

圖3中的示例描述了當參考時鍾ClkIN有一個大的峰對峰抖動脈衝時所發生的情況，這時延遲單元數量的計算值不同於標稱值。

 

圖3: ClkIN上的尖峰信號和錯誤延遲計算示例

 

對於這種問題
，我們可以使用一個數字錯誤補償電路
，通過智能方式計算這些數據的移動平均數。查看圖3示例中延遲計算值
，錯誤數據(delay=15和delay=12)可以忽略丟棄，因為這些計算值遠遠小於平均數，同時可以使用新的采樣的平均數delay=30更新上一個平均數。

 

移動平均數的原理(圖4)是采集N個最新的測量值 ，然後計算這些數值的平均數。隻有新數據值與上一次N個采樣的實際平均數差別不是很大時，新數據才會加進緩衝電路(Sx)。

 

圖4: 智能移動平均數電路

 

圖 4所未的有限狀態機(FSM)可(ke)以(yi)精(jing)確(que)地(di)管(guan)理(li)這(zhe)項(xiang)任(ren)務(wu)
，檢(jian)查(zha)每(mei)個(ge)新(xin)校(xiao)準(zhun)值(zhi)
，並(bing)將(jiang)其(qi)與(yu)此(ci)時(shi)的(de)平(ping)均(jun)數(shu)最(zui)大(da)值(zhi)和(he)最(zui)小(xiao)值(zhi)進(jin)行(xing)對(dui)比(bi)。當(dang)新(xin)數(shu)值(zhi)在(zai)設(she)定(ding)範(fan)圍(wei)外(wai)時(shi)，新(xin)數(shu)據(ju)將(jiang)被(bei)濾(lv)除(chu)，不(bu)加(jia)進(jin)移(yi)動(dong)平(ping)均(jun)數(shu)內(nei)。

 

顯然這個電路是取模運算，但是保留已存儲采樣數量(Sx)deercimicaishishiyunsuanluojizuixiaohuadezuijiashezhi，zheyangkeyizuidaxiandujianshaojiafaqiyuanjianshuliang，jieshengtongyongchufaqi。xinshurushujuxiangyouyiliangwei，zhixingchusiyunsuan，lingchengben。

 

用於保存采樣的緩衝器(Sx)的容量是M-2
，這裏M 代表輸入數據總線位寬。該電路是由三個有進位功能的全加器組成，運算結果被有限狀態機用於檢查新輸入數據。

 

有限狀態機就是為該電路帶來一些智能的邏輯電路。圖5所示是有限狀態機的流程圖。

 

圖5: 智能移動平均數FSM

 

在啟動時，因為比較點沒有平均值可用，所以第一個數據保存在Sx緩huan衝chong器qi內nei
，代dai表biao初chu始shi瞬shun態tai值zhi。當dang緩huan衝chong器qi寫xie滿man數shu據ju時shi，開kai始shi計ji算suan平ping均jun值zhi。當dang時shi鍾zhong頻pin率lv高gao時shi，數shu據ju通tong道dao可ke能neng受shou到dao應ying力li，為wei避bi免mian這zhe個ge問wen題ti

，可ke以yi加jia進jin一yi個ge小xiao的de計ji數shu器qi延yan遲chi。圖tu 5所示的AVERAGE代表穩態。這裏有限狀態機在等待一個新的數據點，該數據點將與下一個狀態上的平均值CHECK DATA對比。從硬件角度看，比較任務量不大，而且對濾除錯誤采樣很有效。數據比較過程與我們要測量的數據有關。當數據受到PVT影ying響xiang時shi
，例li如ru
，本ben文wen討tao論lun的de延yan遲chi線xian
，因yin為wei主zhu要yao是shi溫wen度du變bian化hua影ying響xiang數shu據ju，所suo以yi數shu值zhi變bian化hua比bi較jiao小xiao。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，我wo們men預yu計ji新xin輸shu入ru數shu據ju與yu前qian一yi個ge平ping均jun數shu和he最zui新xin四si個ge數shu據ju的de平ping均jun值zhi差cha別bie不bu大da。對dui於yu這zhe種zhong特te殊shu情qing況kuang，可ke以yi采cai用yong下xia麵mian方fang式shi完wan成cheng數shu據ju比bi較jiao過guo程cheng：

 

·隻比較最高有效位

 

·如果這部分與平均值相差不太大，新數據將被保存，同時平均值也會相應地更新

 

·如果這部分與平均值相差太大，新數據將被丟棄
，平均值保持不變。

 

圖6給(gei)出(chu)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)表(biao)的(de)示(shi)例(li)。新(xin)輸(shu)入(ru)數(shu)據(ju)的(de)可(ke)能(neng)取(qu)值(zhi)範(fan)圍(wei)分(fen)成(cheng)四(si)部(bu)分(fen)，隻(zhi)有(you)最(zui)高(gao)有(you)效(xiao)位(wei)用(yong)於(yu)數(shu)據(ju)比(bi)較(jiao)，某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)還(hai)需(xu)要(yao)檢(jian)查(zha)第(di)三(san)位(wei)。當(dang)新(xin)數(shu)據(ju)的(de)最(zui)高(gao)有(you)效(xiao)位(wei)是(shi)“00”時，前四個采樣平均值的最高有效位在“00”和“01”之間是可以接受的。否則，新輸入數據將被丟棄。同樣，當輸入數據是“01”、“10、”、“11”時
，新輸入數據將被丟棄。

 

圖6: 數據比較方法

 

 

本(ben)文(wen)討(tao)論(lun)一(yi)個(ge)能(neng)夠(gou)濾(lv)除(chu)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu)輸(shu)入(ru)數(shu)據(ju)受(shou)到(dao)各(ge)種(zhong)幹(gan)擾(rao)的(de)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)

，例(li)如(ru)
，濾(lv)除(chu)本(ben)文(wen)討(tao)論(lun)的(de)延(yan)遲(chi)線(xian)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)受(shou)到(dao)的(de)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)個(ge)智(zhi)能(neng)移(yi)動(dong)平(ping)均(jun)數(shu)電(dian)路(lu)有(you)助(zhu)於(yu)降(jiang)低(di)幹(gan)擾(rao)影(ying)響(xiang)，不(bu)隻(zhi)是(shi)計(ji)算(suan)平(ping)均(jun)值(zhi)，還(hai)能(neng)濾(lv)除(chu)可(ke)能(neng)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)移(yi)動(dong)平(ping)均(jun)數(shu)的(de)錯(cuo)誤(wu)采(cai)樣(yang)
，錯(cuo)誤(wu)采(cai)樣(yang)濾(lv)除(chu)規(gui)則(ze)取(qu)決(jue)於(yu)輸(shu)入(ru)數(shu)據(ju)的(de)預(yu)計(ji)變(bian)化(hua)速(su)率(lv)。在(zai)本(ben)文(wen)中(zhong)我(wo)們(men)看(kan)到(dao)
，如(ru)果(guo)影(ying)響(xiang)數(shu)據(ju)的(de)因(yin)素(su)是(shi)溫(wen)度(du)，我(wo)們(men)預(yu)計(ji)采(cai)樣(yang)變(bian)化(hua)率(lv)很(hen)小(xiao)，在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，比(bi)較(jiao)邏(luo)輯(ji)簡(jian)單(dan)，元(yuan)件(jian)數(shu)量(liang)少(shao)。

 

計數平均數所需的元件數量還取決於錯誤數據的發生率
；如果隻是偶發錯誤
，平均數邏輯單元數量就會少些(例如，圖4)；如果偶發錯誤發生率高，則必須提高緩衝器容量

，使用8個或16個元件。