[发明专利]跨时钟域异步数据处理装置及方法、芯片及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其是涉及一种跨时钟域异步数据处理装置以及这种装置的数据处理方法、具有这种装置的芯片以及芯片的工作方法。

背景技术

打印机作为常见的办公设备，为现代化办公提供了极大的方便。现有的打印机分为喷墨打印机以及激光打印机，喷墨打印机使用容纳有墨水的墨盒作为耗材容器向纸张喷射墨水，以在纸张上形成需要打印的文字或图案；激光打印机则使用容纳有碳粉的碳粉盒作为耗材容器在介质上形成需要打印的文字或图案。

参见图1，现有一种彩色喷墨打印机具有机壳11，图1所示的喷墨打印机省略了机壳11的托板。机壳11内设有喷墨打印机的机芯12，并设有一根滑杆，打印字车14在电机（图1中不可见）的带动下沿着滑杆往复运动。打印字车14内设有转接板（图1中不可见），转接板通过排线13与机芯12进行通讯。

打印字车14上可拆卸地安装有多个墨盒15，不同墨盒15内容纳有不同颜色的墨水。墨盒15的结构如图2所示。墨盒15具有壳体16，壳体16围成容纳墨水的腔体，腔体的下端设有出墨口17，腔体内的墨水通过出墨口17流出，并向打印字车14的供墨针供墨。

墨盒15壳体16的外壁上安装有一块芯片18，芯片18具有基板，基板的一侧设有多个电触点19，用于与转接板电连接。基板的另一侧设有与电触点19电连接的电子模块（图2中不可见）。

参见图3，现有碳粉盒具有壳体21，壳体21围成容纳碳粉的腔体，壳体的外壁上设有一个芯片安装位22，芯片23安装于芯片安装位22上。与墨盒的芯片类似，碳粉盒的芯片23也具有基板，基板上设有作为通讯单元的电触点24，用于与激光打印机进行数据交换。并且，基板的另一侧设有与电触点24电连接的电子模块。

现有墨盒芯片或碳粉盒芯片的电子模块大多设有微控制器等器件，并设有大量的逻辑运算器，构成复杂的数字电路系统，并实现多种复杂的功能。在这样复杂的电路系统中，单一时钟信号已经很难满足芯片的工作要求，因此现有的芯片设计中越来越多采用多时钟信号的设计方案。不同的数据在不同时钟域下被不同的时钟信号所采样，形成不同的数据信号，但芯片需要对不同的数据信号进行处理，因此，现有的芯片大多设有跨时钟域的异步数据处理装置，其电路图如图4所示。

跨时钟域异步数据处理装置设有数据采样单元DFF1，其为D型触发器，其数据信号输入端接收数据D1，时钟信号输入端接收第一时钟域下的第一时钟信号CK1，并在第一时钟信号CK1下对数据D1进行采样，获得第一数据信号Q1，第一数据信号Q1输出至逻辑运算单元M1，逻辑运算单元M1将第一数据信号Q1与数据D进行逻辑运算，获得数据D2。

数据D2输出至数据采样单元DFF2，数据采样单元DFF2在第二时钟域下的第二时钟信号CK2下对数据D2进行采样，获得第二数据信号Q2。最后，第一数据信号Q1与第二数据信号Q2均输入至逻辑运算单元M2，逻辑运算单元M2对第一数据信号Q1与第二数据信号Q2进行逻辑运算。

然而，数据D2与第二时钟信号CK2之间没有严格的时序关系，如图5所示，当数据D2处于高电平状态与低电平状态的过度阶段时，第二时钟信号CK2正好对数据D2进行采样，这样采样后的第二数据信号Q2将处于亚稳态状态，如图5中的A段所示。

此外，第一数据信号Q1经过逻辑运算单元M1的逻辑运算后，数据D2可能会因延时而出现毛刺，若图5中B点所示，若此时第二时钟信号CK2正好对数据D2采样，则导致采样得到的第二数据信号Q2出错，影响数据处理装置的精确性。

因此，公开号为CN101009487A的发明专利申请公开了一种名为“跨时钟域异步数据处理、异步数据跨时钟域的方法及装置”，该装置包括有同步化处理单元，将输入逻辑运算单元前的所有数据均经过同一时钟信号的采样，确保送进逻辑运算单元的所有数据均在同一时钟域下，从而避免出现亚稳态的情况。

但是，该方法仅是使用同一时钟信号对所有的数据信号进行同一时钟域下的采样，但不同时钟域下的时钟信号之间也没有严格的时序关系，也就是不同时钟域下的时钟信号之间没有经过同步处理，数据在被不同时钟域下的时钟信号采样后，仍可能会出现数据同步不一致的问题，影响到数据处理装置对数据处理的精确性。数据处理装置的数据处理精确性会影响到芯片的工作稳定性，因此提高跨时钟域异步数据数据处理装置的数据处理精确性实属必要。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种数据处理精确性较高的跨时钟域异步数据处理装置。

本发明的另一目的是提供一种数据处理同步性较好的跨时钟域异步数据处理方法。