一种无晶振的USB音频终端片上系统及同步时钟校准方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无晶振的USB音频终端片上系统，所述系统包括：集成于系统内部的数控振荡器，用于输出原始时钟信号；同步时钟校准器，对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数，将频率误差反馈至微处理器，并且，接收微处理器输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对所述数控振荡器进行频率调整。本发明专利技术省去石英晶体及其无源元件，有效降低成本、减小产品尺寸。

A Calibration Method of USB Audio Terminal System on Chip and Synchronized Clock without Crystal Oscillator

【技术实现步骤摘要】
一种无晶振的USB音频终端片上系统及同步时钟校准方法
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种无晶振的USB音频终端片上系统及同步时钟校准方法。
技术介绍
目前，USBType-C耳机做为一种新型的数字音频终端，其利用USB协议传输音频数据，可以从手机获取到数字音频文件，较之传统的3.5mm插孔模拟耳机，拥有高清无损音源优势。USBType-C耳机需要通过芯片及其他无源器件组成系统，与手机进行USB协议数据交互并且进行编解码转换为音频信号驱动耳机喇叭进行声音播放。耳机产品通常都有体积小巧，成本优化的需求。但基于Type-C数字耳机现状，就成本来说，石英晶振的成本就占了整个产品成本的百分之四十；就占用的体积而言，石英晶振及其无源元件，通常需要占用整个印制电刷板面积百分之三十。因此，为了解决现有技术中Type-C数字耳机对石英晶体依赖性强的问题，需要一种无晶振的USB音频终端片上系统及其同步时钟校准的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个方面在于提供一种无晶振的USB音频终端片上系统，所述系统包括：集成于系统内部的数控振荡器，用于输出原始时钟信号；同步时钟校准器，对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数，将频率误差反馈至微处理器，并且，接收微处理器输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对所述数控振荡器进行频率调整。在一个较佳的实施例中，所述同步时钟校准器包括：频率误差计数器，用于对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数；滤波器，用于接收微处理输出的频率同步数据进行滤波处理；调制器，用于生成频率控制数据。在一个较佳的实施例中，所述系统还包括USB物理层，生成第二同步时钟信号，并传输至同步时钟校准器；分频器，接收原始时钟信号，通过除法降频输出多路时钟信号；音频编/解码器，将微处理器发送来的数字音频数据转换为音频信号输出。在一个较佳的实施例中，所述多路时钟信号包括系统第一同步时钟信号、系统时钟信号和音频时钟信号；所述第一同步时钟信号输出至同步时钟校准器，以生成频率控制数据；所述系统时钟信号输出至微处理器，以完成系统程序的运行；所述音频时钟信号输出至音频编/解码器，以完成音频信号的重采样。本专利技术的另一个方面在于提供一种无晶振的USB音频终端片上系统同步时钟校准的方法，所述方法包括：在无晶振的USB音频终端片上系统的最后测试阶段，存储第一温度数据：利用外灌的基准时钟对数控振荡器进行校准，同时读取温度传感器的第一温度数据，存储于存储器中；微处理器读取开机时温度传感器的第二温度数据，并与第一温度数据对比，当第一温度数据与第二温度数据的差值，超出预设频率随温度偏移的范围，则根据数控振荡器的频率随温度变化计算频率偏差，作为频率同步数据；接收微处理器输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对数控振荡器进行频率调整。本专利技术的再一个方面在于提供一种无晶振的USB音频终端片上系统同步时钟校准的方法，所述方法包括：获取第一同步时钟信号和第二同步时钟信号，进行频率误差计数；将频率误差发送至微处理器，生成频率同步数据；接收微处理器输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对数控振荡器进行频率调整。在一个较佳的实施例中，微处理器设置定时器，在每个定时器中断时，读取频率误差，当第一同步时钟信号与第二同步时钟信号的频率误差超出预设频率偏差范围，则将频率误差作为频率同步数据。本专利技术提供与现有技术相比具有以下优点：本专利技术提供的一种无晶振的USB音频终端片上系统及其同步时钟校准的方法，将数控振荡器集成于系统(芯片)内部，省去石英晶体及其无源元件，有效降低成本、减小产品尺寸。本专利技术提供的一种无晶振的USB音频终端片上系统及其同步时钟校准的方法，在系统内集成数控振荡器，产生原始时钟信号，通过同步时钟校准器对外部同步时钟和内部同步时钟之间的频率误差计数，有效解决无外部晶振的USB全速(Full-Speed)和高速(High-Speed)通信的时钟频率随工艺波动偏移的问题。本专利技术提供的一种无晶振的USB音频终端片上系统及其同步时钟校准的方法，在正常开机时，通过对比存储的温度数据与读取的温度传感器的温度数据，有效解决无外部晶振的USB全速(Full-Speed)和高速(High-Speed)通信的时钟频率随温度偏移的问题。本专利技术提供的一种无晶振的USB音频终端片上系统及其同步时钟校准的方法，向音频编解码器(AudioCodec)提供无晶振的低时钟抖动(Low-jitter)时钟，能够达到良好的音频指标。本专利技术提供的一种无晶振的USB音频终端片上系统及其同步时钟校准的方法，同步时钟校准器将USB同步时钟与数控振荡器时钟的频率误差计数，并且将误差结果输送给微处理器，微处理器通过拟合计算将频率偏差的控制数据反馈给同步时钟校准器，同时温度传感器可辅助微处理器完成温度数据与频率偏差数据的结合；最终同步时钟校准器将处理的数据输出到数控振荡器以完成时钟频率偏移的校准。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出了本专利技术无晶振的USB音频终端片上系统的结构框图。图2示出了在第一模式下，无晶振的USB音频终端片上系统同步时钟校准的流程框图。图3示出了在第二模式下，无晶振的USB音频终端片上系统同步时钟校准的流程框图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。为了解决现有技术中基于Type-C数字耳机对石英晶振的依赖，本专利技术提供一种无晶振的USB音频终端片上系统，如图1所示本专利技术无晶振的USB音频终端片上系统的结构框图，根据本专利技术的实施例，一种无晶振的USB音频终端片上系统包括，微处理器101、温度传感器104、分频器105、音频编/解码器106，以及USB物理层。微处理器101为系统(芯片)的核心计算模块，对输入的数据进行处理。分频器105用于将输入的原始时钟信号分为多个信号，分别提供给不同的模块。音频编/解码器106处理输入的音频数据和音频时钟信号，将音频数据转换为音频信号输出。温度传感器104用于检测系统(芯片)的温度，并向微处理器101提供温度数据。USB物理层107，提供USB同步包以及由外部设备(主机设备)传入的音频数据。微处理器101完成USB数据的处理以及音频信号的预处理，将音频数据输出到音频编/解码器106以输出音频信号。根据本专利技术的实施例，一种无晶振的USB音频终端片上系统还包括，集成于系统内部的数控振荡器102，用于输出原始时钟信号。同步时钟校准器103，对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数，将频率误差反馈至微处理器，并且，接收微处理器101输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对数控振荡器102进行频率调整。本专利技术在系统(芯片)内集成数控振荡器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无晶振的USB音频终端片上系统，其特征在于，所述系统包括：集成于系统内部的数控振荡器，用于输出原始时钟信号；同步时钟校准器，对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数，将频率误差反馈至微处理器，并且，接收微处理器输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对所述数控振荡器进行频率调整。

【技术特征摘要】
1.一种无晶振的USB音频终端片上系统，其特征在于，所述系统包括：集成于系统内部的数控振荡器，用于输出原始时钟信号；同步时钟校准器，对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数，将频率误差反馈至微处理器，并且，接收微处理器输出的频率同步数据，生成频率控制数据，对所述数控振荡器进行频率调整。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同步时钟校准器包括：频率误差计数器，用于对第一同步时钟信号与第二同步时钟信号进行频率误差计数；滤波器，用于接收微处理输出的频率同步数据进行滤波处理；调制器，用于生成频率控制数据。3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括USB物理层，生成第二同步时钟信号，并传输至同步时钟校准器；分频器，接收原始时钟信号，通过除法降频输出多路时钟信号；音频编/解码器，将微处理器发送来的数字音频数据转换为音频信号输出。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多路时钟信号包括系统第一同步时钟信号、系统时钟信号和音频时钟信号；所述第一同步时钟信号输出至同步时钟校准器，以生成频率控制数据；所述系统时钟信号输出至微处理器，以完成系统程序的运行；所述音频时钟信号输出至...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠志晨，肖雯玉，柴路，
申请(专利权)人：恒玄科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31