CPU系统的抗干扰方法与系统及其误差测量方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种ＣＰＵ系统的抗干扰方法与系统及其误差测量方法与系统，其设置ＣＰＵ系统片内晶体作为系统时钟源，同时设置一片外晶体为ＣＰＵ系统提供基准时钟源；然后利用所述基准时钟源测量系统时钟源的工作状态，并计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差率；并根据计算获得的误差率对ＣＰＵ外设的工作频率进行补偿和校正。本发明专利技术提高了ＣＰＵ系统的抗干扰能力，并保证在外部干扰冲击下，产生ＣＰＵ系统主频的时钟源能有效可靠的工作，以及保证ＣＰＵ外设的工作频率稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及CPU系统抗干扰设计的
，尤其涉及一种软硬件结合的CPU系统的抗干扰方法及其系统，及其CPU片内晶体误差测量方法及其系统。
技术介绍
在CPU系统的抗干扰设计中，为保证CPU系统工作主频在任何情况下都有效可靠是抗干扰设计的重点。针对这一要求，目前CPU抗干扰设计主要有以下两种方法：方法一、在软件设计中，采用片外高精度的晶体作为CPU的时钟输入源，硬件电路设计保证片外晶体在外界干扰冲击下有效可靠。这种方法对于设计者的硬件设计经验要求较高，并且在实际应用中通常需要进行电路的反复调整，因此该设计方法的难度相对较大，设计效率较低。方法二、在软件设计中采用片内晶体作为CPU系统时钟的输入源，然后，利用CPU芯片自身的抗干扰设计保证CPU的主频在受到外界干扰冲击下有效可靠。这种方法由于CPU片内晶体受芯片设计技术的限制，片内晶体通常存在一定的误差，并且该误差随CPU工作环境温度，湿度等工作条件的变化而变化，而CPU系统的串行数据接口控制器UART、脉宽调制PWM和定时器等外设的工作频率都是在系统时钟的基础上进行分频获取，因此，系统主频的变化必然会导致定时器定时不准确，UART(串行数据接口控制器)通讯频率和PWM(脉宽调制)输出频率等外设工作偏离设计目标，从而引发在工作环境变化的情况下，CPU系统工作异常、甚至无法工-->作等问题。另外，现有技术中还有一些提出了CPU系统受扰的检测方法和快速恢复方法，例如，其通过检测CPU受扰状态，并实现了受扰后系统的快速恢复，但是其不能避免在外界干扰冲击下CPU系统受扰复位的现象。从上可见，现有技术中均无法有效地实现在提高CPU系统抗干扰能力的同时，又保证CPU外设工作稳定可靠、几乎不受外界环境变化的影响，因此，就需要对CPU系统的抗干扰设计作进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软硬件结合的CPU系统抗干扰方法及其系统，解决了现有技术中，采用片外晶体作为CPU的时钟源时CPU系统易受外界干扰导致系统异常复位的问题，以及采用片内晶体作为CPU的工作时钟源时CPU工作主频易受环境温度变化影响，从而导致CPU外设工作不稳定、系统工作异常的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的CPU系统的抗干扰方法，所述方法包括以下步骤：A、设置CPU片内时钟单元作为系统时钟源，同时设置一CPU片外时钟单元为CPU系统提供基准时钟源；B、利用所述基准时钟源测量系统时钟源的工作状态，并计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差；C、根据计算获得的误差对CPU外设的工作频率进行补偿。其中，所述步骤A中，系统时钟源和基准时钟源的工作频率相同或成比例。其中，所述步骤A和步骤B之间还包括：A0、设置误差测量周期；A1、判断误差测量周期是否到来，若是，则执行步骤B。其中，在所述步骤B和C之间还包括以下步骤：B01、判断误差计算-->结果是否在CPU片内晶体振荡器测量误差的声称范围；如果是，则判定误差计算结果有效，执行步骤C。其中，所述步骤B01还包括以下处理：当判断误差计算结果是在CPU片内晶体振荡器测量误差的声称范围内后，还判断相邻两次有效误差计算结果的变化幅度是否在预设范围内；若是，则判定误差计算结果有效。其中，所述步骤B中，通过分别记录所述系统时钟源和基准时钟源在一预设时间内的振动次数，来计算系统时钟源相对于基准时钟源的误差。其中，所述步骤B按照以下步骤进行：步骤B11、预先将所述基准时钟源作为第一定时器的时钟输入源、并将系统时钟源作为第二定时器的时钟输入源；步骤B12、系统启动运行后，设置所述第一定时器的工作阈值，并设置所述第二定时器自由计数；步骤B13、当需要测量系统时钟源的工作状态时，启动所述第一定时器和第二定时器开始计时；步骤B14、当所述第一定时器达到预设工作阈值时，中断所述第一定时器和第二定时器；步骤B15、调用所述第一定时器和第二定时器的记录结果，计算系统时钟源相对于基准时钟源的误差。其中，所述步骤B中，通过分别记录在振动相同的预设次数时所述系统时钟源和基准时钟源的实际工作时间，来计算系统时钟源相对于基准时钟源的误差。采用上述方法的抗干扰系统，包括：基准时钟源电路，其利用晶体振荡电路在CPU芯片的外部提供一基准时钟源；第一定时器模块，其时钟信号输入端连接所述基准时钟源电路的输出端，用于根据CPU芯片内部或外部的控制信号记录基准时钟源的工作状态；第二定时器模块，其时钟信号输入端连接CPU的片内时钟单元所产生的系统时钟源，用于根据CPU芯片-->内部或外部的控制信号记录所述系统时钟源的工作状态；误差计算模块，其与所述第一定时器模块和第二定时器模块相连，用于从所述第一定时器模块和第二定时器模块获取记录结果，并计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差；及补偿校正模块，用于接收来自所述误差计算模块的计算结果，并根据计算结果修正CPU外设工作频率。其中，所述基准时钟源和系统时钟源的工作频率相同或成比例。其中，所述系统中还包括一误差判断模块，其位于所述误差计算模块和补偿校正模块之间，用于判断所述误差计算模块计算结果的有效性，并将判断有效的计算结果送入所述补偿校正模块中。其中，所述第一定时器模块的一控制信号输出端连接所述第二定时器模块的使能端，当所述第一定时器模块的计数达一预设阈值时，使能使所述第二定时器模块停止计数，用于记录在预设时间内的CPU系统片内晶体的振动次数。基于上述抗干扰方法及系统，本专利技术还提供了一种CPU片内晶体时钟源误差的测量方法，所述方法包括以下步骤：第一步、设置CPU片内时钟单元作为系统时钟源，同时设置CPU片外时钟单元为CPU系统提供基准时钟源；第二步、利用所述基准时钟源测量系统时钟源的工作状态，并计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差。其中，所述第一步中，所述基准时钟源和系统时钟源的工作频率相同或成比例的两个晶体。其中，所述第二步中，通过分别记录所述系统时钟源和基准时钟源在一预设时间内的振动次数，来计算系统时钟源相对于基准时钟源的误差。其中，所述第二步按照以下步骤进行：步骤B11、预先将所述基准时钟源作为第一定时器的时钟输入源、并将系统时钟源作为第二定时器的时钟输入源；-->步骤B12、系统启动运行后，设置所述第一定时器的工作阈值，并设置所述第二定时器自由计数；步骤B13、当需要测量系统时钟源的工作状态时，启动所述第一定时器和第二定时器开始计时；步骤B14、当所述第一定时器达到预设工作阈值时，中断所述第一定时器和第二定时器；步骤B15、调用所述第一定时器和第二定时器的记录结果，计算系统时钟源相对于基准时钟源的误差。其中，所述第二步中，通过分别记录在振动相同的预设次数时所述系统时钟源和基准时钟源的实际工作时间，来计算系统时钟源相对于基准时钟源的误差。其中，所述方法还包括以下步骤：第三步、判断误差计算结果是否在CPU片内晶体振荡器测量误差的声称范围；如果是，则判定误差计算结果有效。其中，所述方法还包括以下步骤：第四步、当前误差计算结果被判定有效后，还判断相邻两次有效误差计算结果的变化幅度是否在预设范围内；若是，则判定误差计算结果维持有效。对应上述误差测量方法，本专利技术还提供了一种CPU片内晶体时钟源误差的测量装置，所述装置包括：基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＰＵ系统的抗干扰方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：　Ａ、设置ＣＰＵ片内时钟单元为系统时钟源，同时设置ＣＰＵ片外时钟单元为ＣＰＵ系统提供基准时钟源；　Ｂ、利用所述基准时钟源测量系统时钟源的工作状态，并计算所述系统时钟源 相对于基准时钟源的误差；　Ｃ、根据计算获得的误差对ＣＰＵ外设的工作频率进行补偿。

【技术特征摘要】
1、一种CPU系统的抗干扰方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、设置CPU片内时钟单元为系统时钟源，同时设置CPU片外时钟单元为CPU系统提供基准时钟源；B、利用所述基准时钟源测量系统时钟源的工作状态，并计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差；C、根据计算获得的误差对CPU外设的工作频率进行补偿。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，系统时钟源和基准时钟源的工作频率相同或成比例。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A和步骤B之间还包括：A0、设置误差测量周期；A1、判断误差测量周期是否到来，若是，则执行步骤B。4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤B和C之间还包括以下步骤B01、判断误差计算结果是否在CPU片内晶体振荡器测量误差的声称范围；如果是，则判定误差计算结果有效，执行步骤C。5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B01包括以下处理：当判断误差计算结果是在CPU片内晶体振荡器测量误差的声称范围内后，还判断相邻两次有效误差计算结果的变化幅度是否在预设范围内；若是，则判定误差计算结果有效。6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，通过分别记录所述系统时钟源和基准时钟源在一预设时间内的振动次数，来计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差。7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：步骤B11、预先将所述基准时钟源作为第一定时器的时钟输入源、并将系统时钟源作为第二定时器的时钟输入源；步骤B12、设置所述第一定时器的工作阈值，并设置所述第二定时器自由计数；步骤B13、当需要测量系统时钟源的工作状态时，启动所述第一定时器和第二定时器开始计时；步骤B14、当所述第一定时器达到预设工作阈值时，中断所述第一定时器和第二定时器；步骤B15、调用所述第一定时器和第二定时器的记录结果，计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差。8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，通过分别记录在振动相同的预设次数时所述系统时钟源和基准时钟源的实际工作时间，来计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差。9、一种应用于CPU系统上的抗干扰系统，其特征在于，所述系统包括：基准时钟源电路，其利用晶体振荡电路在CPU芯片的外部提供一基准时钟源；第一定时器模块，其时钟信号输入端连接所述基准时钟源电路的输出端，用于记录基准时钟源的工作状态；第二定时器模块，其时钟信号输入端连接CPU的片内时钟单元所产生的系统时钟源，用于记录所述系统时钟源的工作状态；误差计算模块，其与所述第一定时器模块和第二定时器模块相连，用于从所述第一定时器模块和第二定时器模块获取记录结果，并计算所述系统时钟源相对于基准时钟源的误差；及补偿校正模块，用于接收来自所述误差计算模块的计算结果，并根据计算结果修正CPU外设的工作频率。10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述基准时钟源和系统时钟源的工作频率相同或成比例。11、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统中还包括一误差判断模块，其位于所述误差计算模块和补偿校...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑建，何博，伍晓宇，张利，左鹏飞，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]