用于生成无失真脉宽调制波形的方法和设备技术

一种技术基于从处理器接收的一个序列编程周期和宽度值的组合来提供无失真且可预测的实时ＰＷＭ波形。在一个示范实施例中，这通过如下方式实现：使用两组寄存器来存储周期和宽度值，以及三级周期寄存器进一步存储具有它们相关联的定时控制的周期值，以提供可预测的实时ＰＷＭ波形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及生成脉冲信号，更具体地来说，生成脉宽调制(PWM)波形。
技术介绍
脉宽调制(PWM)信号发生器用于多种电路，包括嵌入式控制器、音频处理器和电动机控制电路。一般来说，PWM信号发生器采用一种由系统时钟信号生成矩形时钟信号的锁相环电路，以及用于由矩形时钟信号和调制信号产生PWM信号的PWM控制器。一般来说，PWM控制器对于处理器来说是外围装置，并可通过由用户程序改变周期和宽度值来调制PWM信号。在要控制PWM信号的周期和宽度值的情况下，对于处理器来说必须管理周期和宽度值的写入定时，以便防止PWM信号在非期望的时间以及周期和宽度值组合生成。此外，高速改变周期和宽度值可能导致PWM波形非期望定时形式的失真，并还可能导致非期望的周期和宽度值组合。这些缺点可使当前的PWM波形发生器不适于关键的实时应用。一种当前的PWM波形发生器类型，尝试在要控制周期和宽度值时生成可靠的PWM波形，它根据从控制器接收的一个序列的周期设置值和宽度设置值的组合生成PWM信号。上述PWM波形发生器将两个寄存器用于周期值以及另两个寄存器用于宽度值。写历史标志控制传输许可信号，以将周期和宽度值从一组寄存器移到下一组。上述PWM波形发生器的一个潜在问题是，当在PWM循环边界的对侧上发生周期和宽度更新/改变时，它无法生成期望的波形。再者，该技术不响应这些更新，以在周期和宽度更新在连续PWM周期中持续发生在PWM循环边界对侧上时提供期望的波形。当生成PWM波形时，周期和/或宽度更新一般发生在几乎PWM信号的每一周期。如果周期和宽度更新发生在每个PWM信号循环中PWM循环边界的对侧上，则更新/改变决不会通过上述PWM波形发生器得以实现。通常困难的是，当使用运行在处理器上的软件写寄存器时，顺序地控制更新以发生在PWM波形循环的期望位置(以同时发生或在PWM循环边界内)。更困难的是，当使用运行在处理器上的软件程序时，在需要进行高速改变时控制周期和宽度更新以发生在期望的位置。此外，当处理器工作时，对软件添加额外功能特征以监控和控制周期和宽度更新的定时增加了处理器上的负载。因此，该技术不足以可靠地生成期望的实时高频PWM波形。
技术实现思路
本专利技术提供一种技术，用于基于从处理器接收的一个序列的编程周期和宽度值组合生成无失真、可靠且可预测的实时PWM波形。在一个示范实施例中，这通过在接收到周期和宽度写信号时分别将当前周期和宽度值存储在初级周期和宽度寄存器中来实现。然后使用这些周期和宽度值计算次级周期值。再者，在接收到宽度写信号时，分别将宽度值和次级周期值存储在次级宽度和周期寄存器中。然后递减计数器具有宽度值，并然后将次级周期值存储在三级周期寄存器。然后在每个时钟循环对宽度值递减计数，直到宽度值达到零为止，并输出终止宽度信号，并然后加载次级周期值。然后在每个时钟循环对次级周期值递减计数，直到它达到零为止，并输出终止周期信号。然后基于终止周期和宽度信号生成PWM信号。对于从处理器接收的下一组周期和宽度值自身重复上述过程。附图说明图1是PWM波形发生器的一个示范实施例的框图。图2是说明使用图1所述的PWM波形发生器生成的所有定时信号的时序图。图3是说明如图1所示当周期和宽度更新发生在PWM循环边界的对侧时使用PWM波形发生器生成的所有定时信号的时序图的另一个实施例。图4是说明如图1所示当生成最低可能PWM循环周期时使用该PWM波形发生器生成的所有定时信号的时序图的另一个实施例。图5是说明基于实时生成无失真PWM波形的方法流程图。具体实施例方式本专利技术主题提供一种体系结构，用于基于从处理器接收的一个序列的编程周期和宽度值组合生成无失真且可预测的实时PWM波形。在一个示范实施例中，使用可编程脉宽调制(PWM)波形发生器生成具有期望的宽度和周期组合的无失真且可靠的PWM信号来生成PWM波形。PWM发生器对于数字信号处理器(DSP)是外围装置，它可快速地改变周期和宽度值。该PWM波形发生器适于其中DSP需要生成可预测PWM波形的关键实时应用。这通过使用存储周期和宽度值的两组寄存器以及具有其定时控制的周期值的特殊三级周期寄存器来实现。该体系结构还可基于实时且无任何失真地生成具有一个时钟循环的宽度和两个时钟循环的周期的PWM波形。上述所有这些功能特征通过基于目前技术在硬件上最小增加来实现。在下文对本专利技术实施例的详细说明中，参考了构成其一部分的附图，并且在附图中以图示方式示出了可以实施本专利技术的具体实施例。对这些实施例予以足够详细地描述，以使本领域技术人员能够实施本专利技术，并要理解，可以利用其他实施例，以及在不背离本专利技术范围的前提下可以进行改变。因此，下文的详细说明不应认为是限制意义，并且本专利技术的范围仅由所附权利要求书来定义。在整个文档中术语“循环”和“周期”是可互换使用的。此外，在整个文档中术语“宽度”和“占空”是可互换使用的。术语“存储单元”和“寄存器”也表示同一个概念，指存储器单元。此外，在整个文档中术语“写”和“更新”是可互换使用的。再者，术语“时钟循环”表示系统时钟循环。术语“处理器”表示“数字信号处理器”、“微控制器”、“音频处理器”、“微处理器”等。现在参考图1，图示有根据本专利技术主题的PWM波形发生器100的一个示范实施例。PWM波形发生器100包括初级周期寄存器105和初级宽度寄存器110。在一些实施例中，初级周期寄存器105和初级宽度寄存器110是存储器映射的寄存器。PWM波形发生器100还包括与初级周期寄存器105和初级宽度寄存器110耦合的减法器115。PWM波形发生器100还包括与减法器115耦合的次级周期寄存器120以及与初级宽度寄存器110耦合的次级宽度寄存器125。如图1所示，PWM波形发生器100还包括三级周期寄存器130、递减计数器135、状态机140、定时控制器145、配置寄存器150和末级输出波形发生器155。还如图1所示，PWM波形发生器100还包括以操作方式耦合以从用户程序165接收程序指令的DSP核160。再如图1所示，DSP核160经由数据总线170耦合到PWM波形发生器100。再如图1所示，PWM波形发生器100和DSP核160是DSP片上系统(SoC)的组件。操作中，在一个示范实施例中，当在DSP核160上执行的用户程序165改变PWM波形发生器100中的周期和宽度值时，在分别从用户程序165接收到初级周期寄存器写信号和初级宽度寄存器写信号时，分别将当前周期和宽度值存储在初级周期和宽度寄存器105和110。在一些实施例中，初级周期和宽度寄存器105和110经由数据总线170接收当前周期和宽度值以及相关联的初级寄存器写信号。然后减法器115从初级宽度寄存器110接收宽度值并从初级周期寄存器105接收周期值，并用接收的宽度和周期值计算次级周期值。递减计数器135按每个时钟循环对加载的编程宽度值递减计数，直到它达到零为止，并当递减计数器达到零时生成EXPIRE(终止)信号。状态机140基于EXPIRE信号生成状态值。(EXPIRE信号和状态值的生成参考图2予以更详细的解释)。在一些实施例中，状态机140从递减计数器135接收EXPIRE信号，并输出状态值。使用EXPIRE信号连同状态值来生成终止宽度和终止周期信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括ＰＷＭ波形发生器［１００］的设备，所述ＰＷＭ波形发生器基于从处理器接收的编程周期和宽度值组合的序列及其相关联的初级周期和初级宽度更新实时地生成可预测的脉宽调制（ＰＷＭ）信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TP林格，S罗伊，
申请(专利权)人：模拟装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]