一种串行总线设备的时钟校准方法、校准电路和电子设备技术

本发明专利技术公开一种串行总线设备的时钟校准方法、校准电路和电子设备，解决了必须在相邻固定时间间隔内连续成功采样两次帧起始包，当错采、漏采帧起始包时，则花费更长时间校准的问题。该方法包括：接收并对串行信号的时钟频率进行粗调；在串行信号出现下降沿时，对串行信号进行采样，当判决到两个正确的帧起始包时，根据次数和计数值确定预设单位时间间隔内的平均计数值；将平均计算值与预设计数值比较，根据得到的再调参数在粗调后的时钟频率基础上调整振荡器输出时钟频率。本发明专利技术提供的校准方法利用在多个固定时间间隔的范围内采样，并根据固定时间间隔的平均计数值循环调整输出频率，在校准快速的同时也提高了校准的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种串行总线设备的时钟校准方法、校准电路和电子设备
本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种串行总线设备的时钟校准方法、校准电路和电子设备。
技术介绍
通讯技术的迅猛发展进一步加大了对数据传输方面的需求，传统的串并口已经无法满足需求，设备应需而生。通用串行总线设备其极高的传输速度，且供电简单、兼容性好、支持热插拔等特点，逐渐成为各类电子器件间数据传输所使用的必备接口和标准扩展接口之一。传统无晶振串行总线设备多使用电阻电容振荡器做内部时钟源，但电阻电容振荡器由于工艺偏差、压强、电压及温度等的影响会发生漂移，在中心频点上产生±25％的偏差，直接输出的时钟频率无法满足协议所要求的偏差范围。通用串行总线协议规定了主机每1ms±500ns会向连接的设备发送一次帧起始包，用来做设备的时间校准，现有技术中需要1ms连续采样成功两次SOF包才进行校准，且在复杂的电路工环境中帧起始包内信息会随着干扰受到影响，导致丢失或者误识别帧起始包。特别是在频率偏差较大时，出错概率会进一步加大，当错采、漏采SOF包时，将花费更长的时间进行校准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种串行总线设备的时钟校准方法、校准电路和电子设备，用于解决必须在相邻固定时间间隔内连续成功采样两次帧起始包，在频率偏差大时，错采、漏采帧起始包，则会花费更长时间去校准的问题。第一方面，本专利技术提供一种串行总线设备的时钟校准方法，包括：接收串行信号；对所述串行信号的时钟频率进行粗调，使得粗调后的时钟频率在预设偏差频率内；然后在所述串行信号出现下降沿时，对所述串行信号进行采样，得到采样序列，对所述采样序列进行译码得到译码序列，判定所述译码序列是否为帧起始包；当判决到两个正确的帧起始包时，统计两个帧起始包之间所需预设单位时间间隔的次数和每个所述预设单位时间间隔的计数值，根据所述次数和所述计数值确定所述预设单位时间间隔内的平均计数值；其中，所述预设单位时间间隔的次数大于或等于1，小于最大预设次数；将所述平均计算值与预设计数值比较，得到再调参数，根据所述再调参数在所述粗调后的时钟频率基础上调整振荡器输出时钟频率，循环采样所述串行信号持续调整所述振荡器的输出时钟频率。与现有技术相比，本专利技术提供的一种串行总线设备的时钟校准方法包括对串行信号的时钟频率有粗调和细调两步，一接收到串行信号就先进行粗调，使之串行信号的时钟频率在预设频率偏差范围内，在此粗调的基础上当串行信号下降沿时进行采样，并对采样数据译码，判定译码后的数据是否是帧起始包，当预设时间内存在两次帧起始包时，再进行细调，具体方式是确定两次帧起始包之间所用的预设单位时间间隔的次数和每个预设单位时间间隔的计数值，确定预设单位时间间隔的平均计数值，最后通过平均计数值与预设计数值比较，得到再调参数，这里再调参数就是细调参数，根据再调参数在粗调后的时钟频率基础上调整振荡器输出时钟频率，循环采样串行信号持续调整振荡器的输出时钟频率。本专利技术的两次成功采样帧起始包的预设时间体现为预设单位时间间隔的次数可以大于或等于1，小于预设最大次数，相比现有技术的预设单位时间间隔的次数是1来说，在预设单位时间间隔的次数较多时成功采样到两次帧起始包的可能性更大，可以尽快进行校准；也可以理解为预设单位时间间隔的最大次数就是粗调设定的频率偏差，这样容忍的丢包数目更多，加快了校准速度，节省了时间。在多个预设的单位时间间隔下采样，最后取预设单位时间间隔内的平均计数值进行细调也比取某次预设单位时间间隔内的计数值更加准确。第二方面，本专利技术还提供一种串行总线设备的时钟校准电路，包括：接收子电路、粗调子电路、采样子电路、译码子电路、判定子电路、计数统计子电路及调整子电路；所述接收子电路的输出端电连接所述粗调子电路，所述粗调子电路的输出端电连接所述调整子电路；所述接收子电路的输出端还电连接所述采样子电路，所述采样子电路的输出端电连接所述译码子电路、所述译码子电路的输出端电连接所述判定子电路，所述判定子电路的输出端电连接所述计数统计子电路，所述计数统计子电路的输出端电连接所述调整电路；接收子电路，用于接收串行信号；粗调子电路，用于对所述串行信号的时钟频率进行粗调，得到粗调调整值，将所述粗调调整值输入调整子电路，使得所述调整子电路输出的粗调后的时钟频率在预设偏差频率内；采样子电路，用于在所述串行信号出现下降沿时，对所述串行信号进行采样，得到采样序列；译码子电路，用于对所述采样序列进行译码得到译码序列；判定子电路，用于判定所述译码序列是否为帧起始包；计数统计子电路，用于当判决到两个正确的帧起始包时，统计两个帧起始包之间所需预设单位时间间隔的次数和每个所述预设单位时间间隔的计数值，根据所述次数和所述计数值确定所述预设单位时间间隔内的平均计数值；其中，所述预设单位时间间隔的次数大于或等于1，小于最大预设次数；调整子电路，用于接收所述粗调调整值，根据所述粗调调整值输出粗调后的时钟频率；调整子电路，还用于将所述平均计算值与预设计数值比较，得到再调参数，根据所述再调参数在所述粗调后的时钟频率基础上调整振荡器输出时钟频率，循环采样所述串行信号持续调整所述振荡器的输出时钟频率。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的串行总线设备的时钟校准方法的有益效果与上述串行总线设备的时钟校准电路提供的有益效果相同，在此不做赘述。第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述串行总线设备的时钟校准电路。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的电子设备的有益效果与上述串行总线设备的时钟校准电路提供的有益效果相同，在此不做赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示例出本专利技术实施例提供的串行总线设备的时钟校准方法的流程示意图；图2示例出本专利技术实施例提供的编码后的帧起始包中的同步域码示意图；图3示例出本专利技术实施例提供的编码后的帧起始包示意图；图4示例出本专利技术实施例提供的判定译码信号是否为帧起始包的流程示意图；图5示例出本专利技术实施例提供的计数器调整流程示意图；图6示例出本专利技术实施例提供的串行总线设备的时钟校准电路结构示意图；图7示例出本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串行总线设备的时钟校准方法，其特征在于，所述串行总线设备的时钟校准方法包括：/n接收串行信号；/n对所述串行信号的时钟频率进行粗调，使得粗调后的时钟频率在预设偏差频率内；然后在所述串行信号出现下降沿时，对所述串行信号进行采样，得到采样序列，对所述采样序列进行译码得到译码序列，判定所述译码序列是否为帧起始包；/n当判决到两个正确的帧起始包时，统计两个帧起始包之间所需预设单位时间间隔的次数和每个所述预设单位时间间隔的计数值，根据所述次数和所述计数值确定所述预设单位时间间隔内的平均计数值；其中，所述预设单位时间间隔的次数大于或等于1，小于最大预设次数；/n将所述平均计算值与预设计数值比较，得到再调参数，根据所述再调参数在所述粗调后的时钟频率基础上调整振荡器输出时钟频率，循环采样所述串行信号持续调整所述振荡器的输出时钟频率。/n

【技术特征摘要】
1.一种串行总线设备的时钟校准方法，其特征在于，所述串行总线设备的时钟校准方法包括：
接收串行信号；
对所述串行信号的时钟频率进行粗调，使得粗调后的时钟频率在预设偏差频率内；然后在所述串行信号出现下降沿时，对所述串行信号进行采样，得到采样序列，对所述采样序列进行译码得到译码序列，判定所述译码序列是否为帧起始包；
当判决到两个正确的帧起始包时，统计两个帧起始包之间所需预设单位时间间隔的次数和每个所述预设单位时间间隔的计数值，根据所述次数和所述计数值确定所述预设单位时间间隔内的平均计数值；其中，所述预设单位时间间隔的次数大于或等于1，小于最大预设次数；
将所述平均计算值与预设计数值比较，得到再调参数，根据所述再调参数在所述粗调后的时钟频率基础上调整振荡器输出时钟频率，循环采样所述串行信号持续调整所述振荡器的输出时钟频率。


2.根据权利要求1所述的串行总线设备的时钟校准方法，其特征在于，所述判定所述译码序列是否为帧起始包，包括：
判定所述译码序列是否按顺序出现所述帧起始包的预设固定序列集特征，若出现，则确定所述译码序列为所述帧起始包，若所述译码序列中没有按顺序出现与所述预设固定序列集的任一序列特征，则回到空闲态，并判定所述译码序列中的下个译码数据是否为所述帧起始包，其中，所述译码序列包括多个译码数据。


3.根据权利要求2所述的串行总线设备的时钟校准方法，其特征在于，所述帧起始包的预设固定序列集，包括：
同步域码、标识域码、帧号域码、校验域码以及结束域码。


4.根据权利要求3所述的串行总线设备的时钟校准方法，其特征在于，所述对所述串行信号的时钟频率进行粗调，使得粗调后的时钟频率在预设偏差频率内，包括：
采用所述同步域码的计数值偏差对所述串行信号的初始时钟频率进行粗调，使得所述粗调后的时钟频率在预设最大偏差频率内或预设最小偏差频率内。


5.根据权利要求1或4所述的串行总线设备的时钟校准方法，其特征在于，所述当判决到两个正确的帧起始包时，统计两个帧起始包之间所需预设单位时间间隔的次数和每个所述预设单位时间间隔的计数值，根据所述次数和所述计数值确定所述预设单位时间间隔内的平均计数值，包括：
若第一次接收到的所述译码数据为所述帧起始包后，启动计数器计数，时间溢出预设时间后仍未第二次接收到所述帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建中，王周，周玉梅，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11