時鐘頻率校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種時鐘頻率校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于使用內(nèi)部RC振蕩器作為時鐘的系統(tǒng)，由于內(nèi)部RC振蕩器本身的性質(zhì)決定，會 存在一定的偏差，如果用來做系統(tǒng)時鐘的話，在對時鐘頻率精度要求高的應(yīng)用場景下，例如 與高速外設(shè)連接或者做音頻解碼算法時會導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)校準(zhǔn)時鐘頻率校準(zhǔn)一般需要通過單片機(jī)編程控制或者使用從外部USB 模塊所獲取的SOF(Start-〇f-Frame，帖開始包）信號，由于過程較為復(fù)雜，因而容易影響多 時鐘頻率的校準(zhǔn)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)容易影響多時鐘頻率的校準(zhǔn)精度的技術(shù)問題，提供 一種時鐘頻率校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)。
[0005] 一種時鐘頻率校準(zhǔn)方法，包括如下步驟：
[0006] 啟動系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器，接收設(shè)定周期的外部信號，在捕獲到外部信號的上升沿 時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ni;
[0007] 繼續(xù)接收所述外部信號，并在捕獲到下一個外部信號的上升沿時，記錄所述計(jì)數(shù) 器的計(jì)數(shù)值n2;
[000引計(jì)算rii和n2的計(jì)數(shù)差值n;
[0009] 將所述計(jì)數(shù)差值n代入系統(tǒng)的時鐘頻率校準(zhǔn)公式校準(zhǔn)系統(tǒng)的時鐘頻率；所述時鐘 頻率校準(zhǔn)公式為；
[0010]
[0011] 其中，n為計(jì)數(shù)差值，F(xiàn)i為計(jì)數(shù)器分頻，NF為系統(tǒng)內(nèi)鎖相環(huán)的分頻，F(xiàn)。為系統(tǒng)分頻， F2為系統(tǒng)內(nèi)振蕩器的頻率，NR康示系統(tǒng)的原倍頻系數(shù)，《表示系統(tǒng)的時鐘頻率系數(shù)，NRi為 校準(zhǔn)后的時鐘頻率，符號表示乘號。
[0012] 一種時鐘頻率校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：
[0013] 第一捕獲模塊，用于啟動系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器，接收設(shè)定周期的外部信號，在捕獲到 外部信號的上升沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ni;
[0014] 第二捕獲模塊，用于繼續(xù)接收所述外部信號，并在捕獲到下一個外部信號的上升 沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ri2;
[001引計(jì)算模塊，用于計(jì)算ni和n2的計(jì)數(shù)差值n;
[0016] 校準(zhǔn)模塊，用于將所述計(jì)數(shù)差值n代入系統(tǒng)的時鐘頻率校準(zhǔn)公式校準(zhǔn)系統(tǒng)的時鐘 頻率；所述時鐘頻率校準(zhǔn)公式為：
[0017]
[0018] 其中，n為計(jì)數(shù)差值，F(xiàn)i為計(jì)數(shù)器分頻，NF為系統(tǒng)內(nèi)鎖相環(huán)的分頻，F(xiàn)。為系統(tǒng)分頻， F2為系統(tǒng)內(nèi)振蕩器的頻率，NR康示系統(tǒng)的原倍頻系數(shù)，《表示系統(tǒng)的時鐘頻率系數(shù)，NRi為 校準(zhǔn)后的時鐘頻率，符號表示乘號。
[0019] 上述時鐘頻率校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)，通過啟動系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器，接收設(shè)定周期的外 部信號，在捕獲到外部信號的上升沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ni，并在捕獲到下一個外 部信號的上升沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，再計(jì)算ni和n2的計(jì)數(shù)差值n，將上述計(jì)數(shù) 差值n代入時鐘頻率校準(zhǔn)公式對系統(tǒng)的時鐘頻率進(jìn)行校準(zhǔn)，其中無需復(fù)雜的單片機(jī)編程控 審IJ，也不用外部USB模塊，可W提高系統(tǒng)時鐘校準(zhǔn)的精度和效率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為一個實(shí)施例的時鐘頻率校準(zhǔn)方法流程圖；
[0021] 圖2為一個實(shí)施例的USB接口連接示意圖；
[0022] 圖3為一個實(shí)施例的SOF信號示意圖；
[0023] 圖4為一個實(shí)施例的時鐘頻率校準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的時鐘頻率校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì) 描述。
[0025] 參考圖1，圖1所示為一個實(shí)施例的時鐘頻率校準(zhǔn)方法流程圖，包括如下步驟：
[0026] S10,啟動系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器，接收設(shè)定周期的外部信號，在捕獲到外部信號的上 升沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ni;
[0027] 上述步驟S10中，外部信號可W通過USB接口從計(jì)算機(jī)中獲取，待校準(zhǔn)時鐘信號的 系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)可W如圖2所示方式進(jìn)行連接，如圖示，計(jì)算機(jī)USB接口11的D+端連接上述 系統(tǒng)USB接口12的D+端，計(jì)算機(jī)USB接口11的D-端連接上述系統(tǒng)USB接口12的D-端， 在計(jì)算機(jī)USB接口11的D+端可W接入上拉電阻，在系統(tǒng)USB接口12的D+端也可W設(shè)置 上拉電阻，上述上拉電阻的阻值可W設(shè)置為1. 5千歐。
[002引在一個實(shí)施例中，上述外部信號的設(shè)定周期可W為1ms(毫秒）。
[0029] 在一個實(shí)施例中，上述外部信號可W為SOF信號。
[0030] 本實(shí)施例的SOF信號可W如圖3所示，其周期為T，系統(tǒng)的計(jì)數(shù)器可W從上述SOF 信號的某個上升沿開始對系統(tǒng)內(nèi)所有信號的上升沿開始技術(shù)，至上述SOF信號的下一個上 升沿開始中斷計(jì)數(shù)，W此獲取上述上升沿個數(shù)ni或者下述上升沿個數(shù)n2。
[0031] 作為一個實(shí)施例，本實(shí)施例中待校準(zhǔn)時鐘頻率的系統(tǒng)還可W設(shè)置超時保護(hù)；在開 始捕獲上升沿的同時，設(shè)置另一個系統(tǒng)的定時器，可W設(shè)置為50ms溢出，W保護(hù)系統(tǒng)，如果 沒有收到外部計(jì)算機(jī)的校準(zhǔn)信號，則產(chǎn)生超時重試機(jī)制，將上拉電阻1. 5千歐去掉，然后重 復(fù)接收設(shè)定周期的外部信號，并捕獲系統(tǒng)內(nèi)信號的上升沿的步驟，避免外部計(jì)算機(jī)進(jìn)入掛 起狀態(tài)，而停止發(fā)送SOF信號，可W提高整個捕獲過程的穩(wěn)定性。
[0032] S20,繼續(xù)接收所述外部信號，并在捕獲到下一個外部信號的上升沿時，記錄所述 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值n,;
[003引 S30,計(jì)算rii和n2的計(jì)數(shù)差值n;
[0034] 在一個實(shí)施例中，上述步驟S30可W包括：
[0035]多次獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值niW及相應(yīng)下一個外部信號的上升沿處計(jì)數(shù)值n2,并計(jì) 算每次ni和n,的計(jì)數(shù)差值n;
[0036] 將每次所得的計(jì)數(shù)差值n相加后求平均值W更新所述計(jì)數(shù)差值n。
[0037] 本實(shí)施例中，獲取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值niW及相應(yīng)下一個外部信號的上升沿處計(jì)數(shù)值 112,并計(jì)算每次ni和n2的計(jì)數(shù)差值n，將每次所得的計(jì)數(shù)差值n相加后求平均值W更新所述 計(jì)數(shù)差值n，可W減小相關(guān)干擾帶來的誤差，提高所獲取的計(jì)數(shù)差值n的準(zhǔn)確性。
[003引 S40,將所述計(jì)數(shù)差值n代入系統(tǒng)的時鐘頻率校準(zhǔn)公式校準(zhǔn)系統(tǒng)的時鐘頻率；所述 時鐘頻率校準(zhǔn)公式為；
[0039]
[0040] 其中，n為計(jì)數(shù)差值，F(xiàn)i為計(jì)數(shù)器分頻，NF為系統(tǒng)內(nèi)鎖相環(huán)的分頻，F(xiàn)。為系統(tǒng)分頻， F2為系統(tǒng)內(nèi)振蕩器的頻率，NR康示系統(tǒng)的原倍頻系數(shù)，《表示系統(tǒng)的時鐘頻率系數(shù)，NRi為 校準(zhǔn)后的時鐘頻率，符號表示乘號。
[0041] 本實(shí)施例提供的時鐘頻率校準(zhǔn)方法，通過啟動系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器，接收設(shè)定周期 的外部信號，在捕獲到外部信號的上升沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ni，并在捕獲到下一 個外部信號的上升沿時，記錄所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，再計(jì)算nx和n2的計(jì)數(shù)差值n，將上述計(jì) 數(shù)差值n代入時鐘頻率校準(zhǔn)公式對系統(tǒng)的時鐘頻率進(jìn)行校準(zhǔn)，其中無需復(fù)雜的單片機(jī)編程 控制，也不用外部USB模塊，可W提高系統(tǒng)時鐘校準(zhǔn)的精度和效率。
[00創(chuàng)在一個實(shí)施例中，系統(tǒng)的時鐘頻率是通過內(nèi)部RC振蕩器通過化L(鎖相環(huán)）倍頻 出來的時鐘頻率，而PLL本身的倍頻參數(shù)是可調(diào)節(jié)的，因此將偏差值用于調(diào)節(jié)PLL參數(shù)，最 終達(dá)到校準(zhǔn)系統(tǒng)時鐘的目的；
[0043] P化鎖相環(huán)倍頻原理可W包括；振蕩器輸入到化L后，內(nèi)部先將輸入源分頻到 200KHZ(千赫茲）的參考時鐘，此處可W通過分頻系數(shù)NF實(shí)現(xiàn)；然后將參考時鐘作倍頻處 理，升頻至240MHz(兆赫茲），再經(jīng)過固定5分頻的分頻器，得到48MHz作為系統(tǒng)時鐘輸入， 該里通過倍頻系數(shù)NR實(shí)現(xiàn)，所W化L的NR，NF可W由W下公式?jīng)Q定：
[0044] F/NF= 200KHZ;其中，F(xiàn)為系統(tǒng)振蕩器的輸入頻率，NF為系統(tǒng)內(nèi)鎖相環(huán)的分頻；
[0045] 200KHz*NRa= 240MHz;其中，NR。表示系統(tǒng)的原倍頻系數(shù)；
[0046] 將上述兩個公式進(jìn)行整合可W得到：
[0047] F*NRa/NF= 240MHz;其中，F(xiàn)為系統(tǒng)振蕩器的輸入頻率，NF為系統(tǒng)內(nèi)鎖相環(huán)的分 頻，NR。表示系統(tǒng)的原倍頻系數(shù)；
[0048] 經(jīng)過固定分頻5可W得到系統(tǒng)時鐘頻率：
[0049] F*NRa/NF/5 = 48MHz;其中，F(xiàn)為系統(tǒng)振蕩器的輸入頻率，NF為系統(tǒng)內(nèi)鎖相環(huán)的分 頻，NR。表示系統(tǒng)的原倍頻系數(shù)；
[0化0] 由于SOF信號為一連串上升下降沿，所W在捕獲第一個上升沿后，計(jì)數(shù)器需要關(guān) 閉捕獲功能然后重新打開，計(jì)數(shù)器為上升沿捕獲，在一個SOF信號內(nèi)部避免重復(fù)觸發(fā)，該里 只需要捕獲兩個S0F之間的時間；
[0化1] 計(jì)數(shù)器捕獲時間可W通過計(jì)算得知：