專利名稱：用于同步集成電路的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于同步時間的方法和設(shè)備，并且具體地而非排除性地涉及 用于改善若干集成電路之間的時間標(biāo)記的精確度的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，使用外部時鐘同步在諸如計算機的電子設(shè)備 內(nèi)的集成電路，在所述外部時鐘的信號內(nèi)具有適當(dāng)?shù)念A(yù)定時延以便向所有集 成電路的輸入通道提供相同的時間信號。這些系統(tǒng)包含若干通道，所有這些 通道都可以被提供時間信號。
現(xiàn)有技術(shù)的解決方法在公開文獻US4847516中進行了說明，該文獻描述 了一種系統(tǒng)，其中可以將時鐘信號饋送到若干信號線內(nèi)，以便同時信號將通 過這些線路到達在線路末端上的負載單元。這利用內(nèi)置在信號線路內(nèi)的合適 時延以使信號同步來實現(xiàn)。公開文獻US6055644描述了一種類似的多通道系 統(tǒng)，它能夠?qū)ⅹ毩⒌男盘栶佀徒o每個通道。該系統(tǒng)包括用于生成主時鐘信號 的中央時鐘，以及可連接到設(shè)備的輸入或輸出上的多個通道。
同步若干集成電路是一個新的問題，因為在早期的系統(tǒng)內(nèi)，僅一個集成 電路執(zhí)行一個或多個特定任務(wù)。因此，上述的解決方案并不提供同歩系統(tǒng)內(nèi) 若干集成電路的解決方案，在所述系統(tǒng)內(nèi)在兩個或多個集成電路之間劃分一 個或多個特定任務(wù)。
發(fā)明內(nèi)容
己發(fā)明一種方法和設(shè)備，用于提高包括一個以上集成電路(IC)的電子設(shè) 備內(nèi)的時間標(biāo)記的精確度。在本發(fā)明中，將公用時間信息發(fā)送給若干集成電路， 這使得能夠在所有的集成電路內(nèi)使用相同的時間。每個集成電路最好包括計 數(shù)器，用于計數(shù)公用時鐘信號的脈沖；和例如與啟動諸如通信設(shè)備的電子設(shè)備 有關(guān)地用于使用公用重置信號將所述計數(shù)器初始化到初始值的裝置。在本發(fā)明 的優(yōu)選實施例中，當(dāng)在若干集成電路之間劃分數(shù)據(jù)處理時，將時間信息或時間 標(biāo)記分配給每個集成電路。將時間標(biāo)記稱作事務(wù)處理數(shù)據(jù)的附加信息或表示諸如任務(wù)的處理時間的記錄。根據(jù)本發(fā)明的實施方式能夠?qū)崿F(xiàn)高的時間分辨率
(resolution)。而且，本發(fā)明實現(xiàn)簡單，因為在集成電路之間不需要除了時鐘和重 置信號^卜的信號，這意,在集成電路內(nèi)不需要用于同步目的的附加輸出和 輸入。
本發(fā)明的實^"式很簡單，，于在^f^成頓各之間的分布^^處理。 集成電路的計數(shù)器獨立于夕卜部系統(tǒng)，并且不需要持續(xù)的監(jiān)視。本發(fā)明的新穎性 在于《頓來自公用信源的被初始化(重置)和被饋送來自公用信源的時鐘信號 的內(nèi)部計數(shù)器將時間信息分配給多個IC的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，實現(xiàn)一種在至少兩賴成電路之間趙公用時間 信息的方法，其中至少一個集成電路接收脈沖信號，其特征在于，在所述至少 兩個集成電路中計數(shù)在所接收的脈沖信號內(nèi)的脈沖數(shù)量，并根據(jù)計數(shù)所述脈 沖的數(shù)量在所述集成電路之間齢公用時間信息。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，實現(xiàn)一種集成電路，用于在所述集成電路和至少
—個其#^頓各之間 :公用時間信息，包搖接收皿，用于接il^^m號；
其#征在于，所述集成電路還包括計數(shù)裝置，用于計f^f^^沖〗言號內(nèi)的脈 沖數(shù)量；和建立裝置，用于根據(jù)所i&E沖數(shù)量的計數(shù)^^f述集成電路和至少---
個其他集成電路之間g公用時間信息。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，實現(xiàn)一種電子設(shè)備，包括至少兩個集成電路，所
述至少兩個集成電路包括接收裝置，用于從公用脈沖i言號源接收信號脈沖， 其特征在于，該設(shè)備在所述至少兩個集成電路之間還包括計數(shù)，，用于計 數(shù)在所述脈沖信號內(nèi)的脈沖數(shù)量；和粒裝置，用于根據(jù)計f^f述脈沖數(shù)量在 所述集成電路和至少一個其他集成電路之間建立公用時間信息。
在下面，將51M參考附圖更加詳細地討論本發(fā)明，在附圖中 圖l圖示根據(jù)一種實施例的設(shè)備； 圖2圖示根據(jù)本發(fā)明"縫實施例的設(shè)備；
圖3a是根據(jù)本發(fā)明一 種實施例的用于同步計數(shù)器的流程圖3b是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的用于發(fā)送任務(wù)的流程圖3C是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的用于接收任務(wù)的流程圖4圖示根據(jù)本發(fā)明一種實施例的通信設(shè)備。
具體實施例方式
圖l圖示根據(jù)本發(fā)明一種實施例的設(shè)備100。該設(shè)備100包括第一集成電路
101，它還包括微控制器單元(MCU1) 103和輸出端口104。該設(shè)備100還包括 第二集成電路102，它進一步包括輸入端口105、中斷處理器106和微控制器107 (MCU2)。
第一微控制器103由于發(fā)送一個時間標(biāo)記而在第一 集成電路IOI的輸出弓胞 改變；該改變具有定時不確定性dl 。
定時不確定性是指因為在微控制器103內(nèi)運行的禾辨將值寫入控制第一集 成電路101的所述輸出的寄存器而導(dǎo)致的第一集成電路101的輸出上的改變。根 據(jù)第一集成電路101的狀態(tài)，在執(zhí)行寄存器寫入指令(在微控制器103內(nèi)運行的 程序內(nèi))和輸出值的實際改變之剛各存在時延上的改變。定時不確定性是指在 這個時延內(nèi)的變化。此改變將傳播給第二集成電路102的輸入，它經(jīng)受定吋不 確定性d2。輸入內(nèi)的改刻蟲發(fā)一個中斷，此中斷在中斷處理器106內(nèi)進行處理 并經(jīng)受定時不確定性d3。當(dāng)?shù)诙⒖刂破?07接收改變的相關(guān)信息時，總的定 時不確定性^D-dl+d2+d3。因為^ (12和必》011，所以d3是主要的不確定性 因子。取決于第二微控制器107的狀態(tài)，中斷處理器的定時不確定性d3可能非 常大。如果中斷被禁止，例如d3可以是諸如10(KNM器時鐘周期，雖然dl禾M2 是諸如低于5個時鐘周期。此外，因為d3取決于軟件的實現(xiàn)方式，它將永遠是 未知的。因而，可育&隹以確定最大可能的定時不確定性。
由于總的定時不確定性，第二集成電路102內(nèi)的微控制器107將接收由第一 微控制器103在時間T+D上發(fā)送的時間標(biāo)記。這將導(dǎo)致第二微控制器107不與 第--微控制器103同步到相同時間的情況。
圖2圖示與圖1內(nèi)的實施例不同的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的設(shè)備200。該設(shè) 備包括第"^成電路201和至4"個其他集成電路202。第"^電路2Cn進一步包 括諸如^^諱螺(MCU1)或1^M器的^S器203，用于控律麵頓各201的功 能以及計數(shù)器204'用于接收時州言號和龍信號。第二集成電路202還包括 諸如微控制器(MCU2)或微處理器的M器205，用于控制集成電路202的功 能；以及計數(shù)器206，用于接收時鐘信號和重置信號。該設(shè)備200可以進一步包 括時鐘信號源208和重置信號源207?？蛇x擇地，時鐘信號和重置信號源可以位 于設(shè)備200內(nèi)的集成電路201和202之一 內(nèi)，或者在設(shè)備200的外部。為了在若干集成電路201和202之間劃分數(shù)據(jù)處理，在齡集成電路內(nèi)的微 控制器203和205要求公用時間信息。^^成電路包含使用公用時鐘禾瞎置信 號的計數(shù)器204和206。分別在時鐘信號源208內(nèi)生成時鐘信號，在重置信號源207 內(nèi)生成重置信號。計數(shù)器204和206被首先初始化，例如通過將它們的值設(shè)置為 0。例如可以結(jié)合啟動設(shè)備200來執(zhí)行柳臺化。第一微控制器203和第二微控制 器205將分別讀取時間信息，即計數(shù)器204 (計數(shù)器206，分別地)的值。該值 例如可以使用集成電路內(nèi)的計算機程序(參考號201和202)來讀取。時鐘信號
(其頻率可以是諸如32kHz)用于遞增(或者可選擇itkill減)計數(shù)器的數(shù)值， 并且來自信源207的重置信號用于將計數(shù)器的數(shù)值例如重置到數(shù)值零。因為計 數(shù)器204和206使用相同的時鐘和重置信號，所以計數(shù)器的值在兩^成電路內(nèi) 都是相同的，即兩，成電路都具有相同的時間信息。由時鐘信號源的頻率來 確定時間^#率。根據(jù)圖2的^^率并不具有圖l所示的不確定性因子d3和dl, 所以定時精確度優(yōu)于圖l所示的實施方式。此外，所介紹的解決方案并不需要 圖l所示的集成電路的輸入和輸出引線(參考號104和105)。
圖3a是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的用于同步兩個分離的集成電路的計數(shù)器的 流程圖，參見圖2，其中計數(shù)器204分別對應(yīng)于圖3a中的計數(shù)默l，而計數(shù)器206 對應(yīng)于圖3a中的計數(shù)就2。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明并不限制于如圖3a至圖3c所示的 兩個集成電路的情況；使用根據(jù)本發(fā)明的方法也可以相互同步更多數(shù)量的集成 電路。
在階段301,啟動重置信號；在此之后，在階段302,將計數(shù)徵:1和C2初 始化成已知的初始值，例如數(shù)值O。在階段303，停用重置信號；fcife后，在 P介段304，每個計數(shù)徵〕1和C2等待時鐘信號脈沖的上升沿(和可選^i也，下降 沿)。當(dāng)時鐘信號的上升沿(或者可選擇地，下降沿)己經(jīng)抵達計數(shù)就1和C2 時，在階段305,將計數(shù)就1和C2的值遞增(或者可選擇地遞減) 一，此后， 在階段305中遞增計數(shù)器的值之后該處理立即從階段304開始繼續(xù)。計數(shù)默和 C2的值例如可以由諸如微控制器的處理器來讀取，獨立于該方法的當(dāng)前階段。 因為相同的狀態(tài)圖應(yīng)用于這兩個電路，并且狀態(tài)的轉(zhuǎn)變僅取決于公用信號(時 鐘和重置信號)，所以兩個計數(shù)^C1和C2將具有相同的值。
圖3b是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的用于使用作為例子的節(jié)所示的系統(tǒng)從第 一集成電路向第二集成電路發(fā)送任務(wù)的流程圖。在階段310，第一微控制器203讀取計數(shù)器204的值C1。在階段311,第一微 控偉幡203^^在時間T《1+N上執(zhí)行的第二^律螺205的任務(wù)，^，在 階段312，第--微控制器203將該任務(wù)發(fā)送給第二微控制器205。所述任務(wù)包括 當(dāng)?shù)诙⒖刂破?05必需執(zhí)行所述任務(wù)的時亥l]T。
圖3c是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的用于使用圖2所示的系統(tǒng)作為例子f糊集 成電路接收和執(zhí)行任務(wù)的流程圖。
在階段320，第二,制器205讀取計數(shù)器206的值C2，此后，在階段321, 第二微控制器檢查是否己經(jīng)從第一微控制器203接收到任務(wù)。應(yīng)當(dāng)指出，第二 微控制器205可以具有多個處于等待狀態(tài)的任務(wù)，在這個例子描述了最簡單的 實施例。在階膨21，如果尚未從第一微控制器203接收至姙務(wù)，則階段320和21 將繼續(xù)直到接收至l拖務(wù)；此后，該處理從階酌22開女離續(xù)，其中比較計數(shù)器206 的值C2和接收任務(wù)內(nèi)的值T。如果不是這種情況，將讀取計數(shù)器206的值C2， 直到C2-T,此后將在階段324中執(zhí)行所述任務(wù)。
圖4圖示根據(jù)本發(fā)明一種實施例的通信設(shè)備400，雌i鵬窩系統(tǒng)內(nèi)的通信 設(shè)備，例如GSMffi信設(shè)備。通信設(shè)備400包括裝置402，例如用于將數(shù)據(jù)輸入 通信設(shè)備的M:^i蟲摸顯示器；裝置，用于在通信設(shè)備和諸如通信網(wǎng)絡(luò)之間無 線地發(fā)送數(shù)據(jù)，例如天線404和收發(fā)信機405;至少一個應(yīng)用程序407，用于在 通信設(shè)備400內(nèi)執(zhí)行；存儲激06和第一鵬駒Ol ，用于執(zhí)行通信設(shè)備的功能； 以及第一計數(shù)^408，用于從時鐘源409接收時鐘^言號脈沖，并予以計數(shù)，以及 從重置信號源410接iJM置信號，用于初始化戶皿計數(shù)^408。
通信設(shè)^400還包括第二處理駒11、存儲駒13和將由處理駒11執(zhí)行的至 少一個其他應(yīng)用程序414以及用于從時鐘源409接收時鐘信號脈沖并予以累計和 用于從重置信號源410接收重置信號，以初始化所述計數(shù)駒12的第二計數(shù)器 412。
當(dāng)啟動通信設(shè)^400時，將重置信號/AS置信號源4]0饋送給兩^S十?dāng)?shù)飄08 和412，將兩個計數(shù)器都初始化成相同的數(shù)值。此后，將時鐘信號從時鐘信號 源饋送給兩^hi十?dāng)?shù)^408和412,它們通過響應(yīng)于所接收時鐘信號的每個上升沿 或下降沿，將計數(shù)器的值遞增或可選擇地遞減一個單位，累計所述信號內(nèi)上升 沿或可選擇地下降沿的總數(shù)。
處理駒0〗能夠例如通過應(yīng)用程序407讀取計數(shù)^408的值。相應(yīng)地，處理著斜ll能夠例如通過所述應(yīng)用程序407或者可選^tiW過應(yīng)用程序414讀取計數(shù) 駒12的值。處理^401能夠為:M駒ll，每在某個時亥ljm行的任務(wù)。處理 著I401讀取計數(shù)^408的值C1 ，為處理II411生成將在時間T-C1+N上執(zhí)行的任 務(wù)，并將此任務(wù)發(fā)送給處理駒ll。數(shù)值C1是計數(shù)器的當(dāng)前值，M是一個數(shù) 字，最好是整數(shù)。隨后，處理辦n接收所述任務(wù)，比較所述時間T與計數(shù)駒12 的值C2，并當(dāng)計數(shù)駒12的值等于時間TBm行所述任務(wù)。相應(yīng)地，處理駒ll 能夠為 駒01生湖每在某個時刻T上執(zhí)行的任務(wù)。
這篇文獻借助于例子介紹了本發(fā)明的實,式和實施例。本令頁域的技術(shù)人 員將理解本發(fā)明并不限制于上面所介紹的實施例的細節(jié)，在不偏離本發(fā)明的特 征的情況下，本發(fā)明也能夠以另一種形式來實現(xiàn)。上面介紹的實施例應(yīng)當(dāng)被視 為說明性的，而非限制性的。因而，只禾,權(quán)利要求書來限制實施和{頓本發(fā) 明的可能性。因而，如權(quán)禾腰求書所確定的用于實現(xiàn)本發(fā)明的各種選擇包括等 l介的實施方式，這也屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于在至少兩個集成電路之間建立公用時間信息的方法，其中來 自公用信源的時鐘信號可用于至少兩個集成電路中的每一個，在所述至少兩 個集成電路的每一個內(nèi)計數(shù)時鐘信號的脈沖數(shù)量，和將所述至少兩個集成電路之間的公用時間信息構(gòu)成為被計數(shù)的脈沖的數(shù)其特征在于，所述至少兩個集成電路使用同一重置信號，在所述至少兩 個集成電路中的每一個中對脈沖數(shù)量的計數(shù)響應(yīng)于該重置信號而初始化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，在所述集成電路之一內(nèi)生成所 述時鐘信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，在所述集成電路之外生成所述 時鐘信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于，在每個集成電路內(nèi)使用計數(shù)器來計數(shù)所述時鐘信號的脈沖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該方法還包括在至少一個所述集成電路內(nèi)生成重置信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該方法還包括在所述集成電路之外生成重置信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于，該方法還包括響應(yīng)于接收 到重置信號而將每個計數(shù)器初始化為相同的值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，還通過從所述至少兩個集成電路中的一個集成電路向另一集成電路發(fā)送消息來建立所述公用時間信息，所 述消息包括將要執(zhí)行的任務(wù)和將要執(zhí)行所述任務(wù)的時間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，進一步通過在所述另一集成電路內(nèi)的計數(shù)器的值等于在所述消息內(nèi)接收的時間的時刻在接收到所述消息的 所述另一集成電路內(nèi)執(zhí)行所述任務(wù)，建立所述公用時間信息。
10. —種用于在至少兩個集成電路(201， 202)之間建立公用時間信息 的布置，其中所述至少兩個集成電路被布置為使用同一時鐘信號，并且所述至少兩個集成電路的每一個包括計數(shù)器(204或206)，用于計數(shù)所述時鐘信號的脈沖的數(shù)量；和 處理裝置(203或206)，用于基于對所述脈沖數(shù)量的計數(shù)在所述至少兩個集成電路之間建立所述公共時間信息，其特征在于，所述至少兩個集成電路被布置為使用同一重置信號，并且所述至少兩個集成電路中的每一個進一步包括初始化裝置(204， 206)用于響應(yīng)于該重置信號初始化所述計數(shù)器的值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的布置，其特征在于，所述至少兩個集成電路中的 至少某些集成電路進一步包括用于接收該重置信號的接收裝置(204， 206)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的布置，其特征在于，所述至少兩個集成電路中的 至少某些集成電路進一步包括用于生成該重置信號的生成裝置(207)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12的布置，其特征在于，所述初始化裝置(204， 206)被布置用于將所述至少兩個集成電路的計數(shù)器的值初始化為同一值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的布置，其特征在于，所述處理裝置(203， 205) 適用于將消息發(fā)送給所述至少兩個集成電路中的至少一個其它電路，所述消 息包括將要在所述至少一個其他電路內(nèi)執(zhí)行的任務(wù)和將要執(zhí)行所述任務(wù)的時 間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的布置，其特征在于，所述處理裝置(2C3， 205) 適用于在所述計數(shù)器的值等于在所接收的消息內(nèi)指定的時間的時刻執(zhí)行在所 接收的消息內(nèi)指定的任務(wù)。
16. —種電子設(shè)備(200)，包括至少兩個集成電路(201,202)，所述 至少兩個集成電路中的每一個包括計數(shù)器(204, 206)和處理裝置(203 ， 205)， 所述計數(shù)器適用于從公用時鐘信號源接收時鐘信號，其特征在于，所述電子 設(shè)備進一步包括根據(jù)權(quán)利要求10的用于在至少兩個集成電路之間建立公用 時間信息的布置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備是無線通 信設(shè)備。
全文摘要
一種在接收相同的脈沖信號的至少兩個集成電路(201，202)之間實現(xiàn)時間同步的方法和設(shè)備。在這些集成電路(201，202)內(nèi)，使用計數(shù)器(204，206)來計數(shù)所接收的脈沖信號內(nèi)脈沖的數(shù)量，以同步所述集成電路之間的公用時間。
文檔編號H03L7/00GK101311871SQ20081009922
公開日2008年11月26日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月20日
發(fā)明者J·塔卡拉, S·梅克萊 申請人:諾基亞有限公司