一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路及芯片系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域,提供了一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路及芯片系統(tǒng)。在本發(fā)明中,通過(guò)在芯片中采用包括基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊、頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊、頻率參數(shù)讀取與處理模塊以及時(shí)鐘分頻模塊的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小,進(jìn)而在保證為芯片內(nèi)部提供高精度時(shí)鐘信號(hào)的同時(shí)降低芯片的成本,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)提供的時(shí)鐘調(diào)整電路所存在的因占用面積大而造成芯片成本大幅度增加的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路及芯片系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域,尤其涉及一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路及芯片系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體集成電路中,每個(gè)元件都是以時(shí)鐘信號(hào)為基礎(chǔ)進(jìn)行控制的,而目前時(shí)鐘信號(hào)的可通過(guò)兩種方式獲得,一種是由芯片外部的石英晶體振蕩器產(chǎn)生,另一種則是由芯片內(nèi)部的時(shí)鐘電路產(chǎn)生。
[0003]對(duì)于使用石英晶體振蕩器作為時(shí)鐘信號(hào)源能保證所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)穩(wěn)定且準(zhǔn)確,是目前最為廣泛使用的時(shí)鐘信號(hào)源。而隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人們對(duì)于產(chǎn)品小型化和輕薄化的需求不斷增長(zhǎng),若能夠?qū)r(shí)鐘信號(hào)源集成于芯片內(nèi)部,則將大大減小產(chǎn)品的體積,顯然,石英晶體振蕩器因其較大的體積而無(wú)法滿足該要求。于是,通過(guò)芯片內(nèi)部的時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的方式成為產(chǎn)品小型化和輕薄化的必然選擇。但由于現(xiàn)有集成電路制造工藝的限制,芯片內(nèi)部的時(shí)鐘電路所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)通常會(huì)有±20%至±30%的偏差,有些工藝所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)甚至還可能出現(xiàn)±50%的偏差,而如果將這種具有巨大偏差的時(shí)鐘信號(hào)直接用于芯片內(nèi)部電路,則很有可能會(huì)造成芯片內(nèi)部電路無(wú)法正常工作。
[0004]為了解決偏差問(wèn)題,現(xiàn)有技術(shù)選擇在芯片中內(nèi)置一個(gè)時(shí)鐘調(diào)整電路以將時(shí)鐘信號(hào)所出現(xiàn)的偏差調(diào)整至一合理范圍內(nèi)。然而,由于該時(shí)鐘調(diào)整電路的所占用的面積加大,一般為原時(shí)鐘電路的4-6倍,有一些甚至達(dá)到10倍以上,這樣則會(huì)增大芯片的體積,進(jìn)而大大增加芯片的成本。因此,現(xiàn)有技術(shù)提供的時(shí)鐘調(diào)整電路存在因占用面積大而造成芯片成本大幅度增加的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的時(shí)鐘調(diào)整電路所存在的因占用面積大而造成芯片成本大幅度增加的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,與芯片外部的時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路連接,所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路所生成的基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè),所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路包括:
[0007]基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊,用于生成基本時(shí)鐘信號(hào)并輸出到芯片外部;
[0008]頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)后所輸出的頻率參數(shù);
[0009]頻率參數(shù)讀取與處理模塊,與所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊連接,用于從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取所述頻率參數(shù),并根據(jù)所述頻率參數(shù)和芯片內(nèi)部所需要的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的頻率獲取相應(yīng)的分頻系數(shù);
[0010]時(shí)鐘分頻模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊相連接,用于根據(jù)所述分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻,并輸出所述目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)。
[0011]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種芯片系統(tǒng),所述芯片系統(tǒng)包括一芯片及時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路,所述芯片包括芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路與所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路連接,所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路所生成的基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè);
[0012]所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路包括:
[0013]基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊,用于生成基本時(shí)鐘信號(hào)并輸出到芯片外部;
[0014]頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)后所輸出的頻率參數(shù);
[0015]頻率參數(shù)讀取與處理模塊,與所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊連接,用于從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取所述頻率參數(shù),并根據(jù)所述頻率參數(shù)和芯片內(nèi)部所需要的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的頻率獲取相應(yīng)的分頻系數(shù);
[0016]時(shí)鐘分頻模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊相連接,用于根據(jù)所述分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻,并輸出所述目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)。
[0017]在本發(fā)明中,通過(guò)在芯片中采用包括所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊、所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊、所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊以及所述時(shí)鐘分頻模塊的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小,進(jìn)而在保證為芯片內(nèi)部提供高精度時(shí)鐘信號(hào)的同時(shí)降低芯片的成本,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)提供的時(shí)鐘調(diào)整電路所存在的因占用面積大而造成芯片成本大幅度增加的問(wèn)題。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的模塊結(jié)構(gòu)圖;
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的模塊結(jié)構(gòu)圖;
[0020]圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的模塊結(jié)構(gòu)圖;
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的局部示例結(jié)構(gòu)圖;
[0022]圖5是本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的局部示例結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0024]在本發(fā)明實(shí)施例中,通過(guò)在芯片中采用包括基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊、頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊、頻率參數(shù)讀取與處理模塊以及時(shí)鐘分頻模塊的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小,進(jìn)而在保證為芯片內(nèi)部提供高精度時(shí)鐘信號(hào)的同時(shí)降低芯片的成本。
[0025]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的模塊結(jié)構(gòu),為了便于說(shuō)明,僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分,詳述如下:
[0026]芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100與芯片外部的時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200連接,該時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200對(duì)芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100所生成的基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè),芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100包括:
[0027]基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101,用于生成基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO并輸出到芯片外部;
[0028]頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102,用于存儲(chǔ)時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行頻率檢測(cè)后所輸出的頻率參數(shù);
[0029]頻率參數(shù)讀取與處理模塊103,與頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102連接,用于從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取頻率參數(shù),并根據(jù)該頻率參數(shù)和芯片內(nèi)部所需要的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS的頻率獲取相應(yīng)的分頻系數(shù);
[0030]時(shí)鐘分頻模塊104,分別與基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101和頻率參數(shù)讀取與處理模塊103相連接,用于根據(jù)頻率參數(shù)讀取與處理模塊103所獲取的分頻系數(shù)對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻,并輸出目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS。
[0031 ] 其中,頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102可以是只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory, ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(Programmable Read-Only Memory, PR0M)、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(Erasable Programmable Read-Only Memory, EPROM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM)或者閃存(FLASH)。
[0032]頻率參數(shù)讀取與處理模塊103可以是獨(dú)立于芯片內(nèi)部CPU之外且與CPU相連接的單個(gè)電路模塊,也可以是CPU本身,只要是芯片內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)獲取分頻系數(shù)功能的電路模塊均可。此外,芯片設(shè)計(jì)人員還可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求將時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200所檢測(cè)到的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)保存于一軟件程序中,且該軟件程序同時(shí)包含了目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的頻率參數(shù),并將該軟件程序保存于頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102,那么,只要CPU通過(guò)運(yùn)行頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102中的軟件程序便可獲取分頻系數(shù),則此時(shí)就不需要頻率參數(shù)讀取與處理模塊103 了,這樣能夠使芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化,進(jìn)而降低芯片成本。
[0033]由于外部的時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)頻率的檢測(cè)能力只局限于低頻檢測(cè),所以,當(dāng)基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101輸出高頻率的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO時(shí),則時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200需要連接時(shí)鐘分頻模塊104的輸出端,對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)鐘分頻模塊104進(jìn)行分頻后的時(shí)鐘信號(hào)的頻率進(jìn)行檢測(cè),然后根據(jù)時(shí)鐘分頻模塊104中的分頻系數(shù)將所檢測(cè)到的頻率參數(shù)進(jìn)行頻率計(jì)算以還原基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù);當(dāng)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率屬于低頻范圍時(shí),則時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200可直接從基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101的輸出端獲取基本時(shí)鐘信號(hào)CLK0,并對(duì)該基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率進(jìn)行檢測(cè)。
[0034]在本發(fā)明實(shí)施例中,當(dāng)需要向頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102寫(xiě)入頻率參數(shù)時(shí),芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100還包括分別與時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200和頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102相連接,用于將時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200所輸出的頻率參數(shù)寫(xiě)入頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102的頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊105。此外,為了進(jìn)一步降低成本,也可以在制造芯片時(shí)將頻率參數(shù)直接固化到頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102中,這樣就不需要在芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100中加入頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊 105。
[0035]如果在芯片接口充裕的情況下,為了避免時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200對(duì)高頻率的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行獲取時(shí)影響時(shí)鐘分頻模塊104的工作,如圖2所示,芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100還可包括一時(shí)鐘輸出分頻模塊106,與基本時(shí)鐘信號(hào)生成模塊101連接,用于當(dāng)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO為高頻率時(shí)鐘信號(hào)時(shí),對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻。[0036]在本發(fā)明另一實(shí)施例中,如圖3所示,為了能夠有效利用芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100中的各個(gè)電路模塊,當(dāng)芯片內(nèi)部或外部需要使用高精度的時(shí)序數(shù)字信號(hào)時(shí),還可以在芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100中進(jìn)一步包括:
[0037]外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107,分別與基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101和頻率參數(shù)讀取與處理模塊103連接,用于根據(jù)頻率參數(shù)讀取與處理模塊103從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取的頻率參數(shù)和外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算外部分頻系數(shù),并根據(jù)該外部分頻系數(shù)對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻以輸出外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)OCLKS ;
[0038]內(nèi)部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊108,分別與基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101和頻率參數(shù)讀取與處理模塊103連接,用于根據(jù)頻率參數(shù)讀取與處理模塊103從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取的頻率參數(shù)和內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算內(nèi)部分頻系數(shù),并根據(jù)該內(nèi)部分頻系數(shù)對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻以輸出內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)ICLKS。
[0039]其中,外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107和內(nèi)部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊108還與芯片內(nèi)部的CPU連接以獲取外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)和內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率信息;外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107和內(nèi)部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊108分別包含于芯片內(nèi)部的接口電路和對(duì)內(nèi)通訊電路中,且接口電路和對(duì)內(nèi)通訊電路均是從時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200接收基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù),并通過(guò)頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊105或軟件程序?qū)⒃擃l率參數(shù)寫(xiě)入頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102。
[0040]在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,根據(jù)頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102的具體存儲(chǔ)器類型(如R0M、PR0M、EPROM、EEPROM或FLASH等),頻率參數(shù)讀取與處理模塊103和頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊105還可以是存儲(chǔ)控制器(如ROM控制器、PROM控制器、EPROM控制器、EEPROM控制器或FLASH控制器等)中的兩個(gè)電路模塊。
[0041]以下結(jié)合工作原理對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0042]首先,由基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101生成基本時(shí)鐘信號(hào)CLK0,如果基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO為低頻率時(shí)鐘信號(hào),則時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200直接從基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101的輸出端直接獲取基本時(shí)鐘信號(hào)CLK0,并對(duì)其頻率進(jìn)行檢測(cè)以輸出相應(yīng)的頻率參數(shù),如果基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO為高頻率時(shí)鐘信號(hào),則需要由時(shí)鐘分頻模塊104或時(shí)鐘輸出分頻模塊106對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻后,再由時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200對(duì)分頻后所獲得的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè),并根據(jù)原分頻系數(shù)獲取基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)。
[0043]然后,由頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊105將時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200所輸出的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)寫(xiě)入頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102,或者在芯片制造過(guò)程中將該頻率參數(shù)連同軟件程序一起固化至頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102。
[0044]接著,由頻率參數(shù)讀取與處理模塊103從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù),或者通過(guò)運(yùn)行CPU中的軟件程序?qū)⒒緯r(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取出來(lái),又或者由CPU執(zhí)行頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102中的軟件程序以獲得基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)。
[0045]隨后,由頻率參數(shù)讀取與處理模塊103根據(jù)目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS的頻率及基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)計(jì)算分頻系數(shù),或者由CPU中的軟件程序在讀取到基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)后,結(jié)合目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS的頻率和基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)獲取分頻系數(shù);當(dāng)芯片需要對(duì)內(nèi)或?qū)ν廨敵龈呔葧r(shí)序數(shù)字信號(hào)時(shí),則頻率參數(shù)讀取與處理模塊103或CPU中的軟件程序只需要將基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率參數(shù)直接傳送給芯片內(nèi)部的對(duì)內(nèi)通訊電路和接口電路即可。
[0046]最后,當(dāng)需要向芯片內(nèi)部提供高精度的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS時(shí),時(shí)鐘分頻模塊104從頻率參數(shù)讀取與處理模塊103獲取到分頻系數(shù)后,根據(jù)該分頻系數(shù)對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻后輸出目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS ;當(dāng)需要向芯片外部提供高精度的時(shí)序數(shù)字信號(hào)時(shí),則由外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107根據(jù)頻率參數(shù)讀取與處理模塊103從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取的頻率參數(shù)和外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算分頻系數(shù),并根據(jù)該分頻系數(shù)對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻以輸出外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)OCLKS ;當(dāng)需要向芯片內(nèi)部提供高精度的時(shí)序數(shù)字信號(hào)時(shí),則由內(nèi)部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊108根據(jù)頻率參數(shù)讀取與處理模塊103從頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102讀取的頻率參數(shù)和內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算分頻系數(shù),并根據(jù)該分頻系數(shù)對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻以輸出內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)ICLKS。
[0047]針對(duì)上述工作原理,再結(jié)合以下具體例子進(jìn)行說(shuō)明:
[0048]實(shí)例一:
[0049]本實(shí)例是用于舉例說(shuō)明為芯片提供高精度的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100,其中,基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101所輸出的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的理論頻率為800MHz±30% (此處假設(shè)頻率偏差為+24%,則基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的實(shí)際頻率為992MHz,屬于高頻時(shí)鐘信號(hào)),芯片內(nèi)部所需要的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS的頻率為20MHz,頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102為EEPR0M,頻率參數(shù)讀取與處理模塊103為芯片內(nèi)部的CPU,時(shí)鐘分頻模塊104的初始的分頻系數(shù)為64,頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊105為EEPROM數(shù)據(jù)下載電路(如圖4所示)。
[0050]在芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100上電工作后,基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101輸出頻率為992MHz的基本時(shí)鐘信號(hào)CLK0,并由時(shí)鐘分頻模塊104根據(jù)分頻系數(shù)64將基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO分頻為15.5MHz的時(shí)鐘信號(hào)輸出至芯片外部的時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200進(jìn)行頻率測(cè)量,并根據(jù)分頻系數(shù)64還原基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率為992MHz,然后由EEPROM數(shù)據(jù)下載電路將時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200所測(cè)量到的992MHz的頻率參數(shù)寫(xiě)入EEPROM中,之后由CPU從EEPROM中讀取992MHz的頻率參數(shù),根據(jù)目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)CLKS的頻率20MHz計(jì)算分頻系數(shù),即992MHz/20MHz=49.6?50,并將50作為新的分頻系數(shù)賦給時(shí)鐘分頻模塊104,于是,基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO由時(shí)鐘分頻模塊104根據(jù)分頻系數(shù)50進(jìn)行分頻,即992MHz/50=19.84MHz,則最終得到頻率接近20MHz的高精度時(shí)鐘信號(hào),其與20MHz的實(shí)際誤差為((19.84-20) /20) X 100%=-0.8%。
[0051]如果不采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100,而是直接將基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101 (理論輸出時(shí)鐘頻率為800MHz)所輸出的頻率進(jìn)行40分頻以獲得20MHz的時(shí)鐘信號(hào),但由于基本時(shí)鐘信號(hào)的實(shí)際頻率為992MHz,那么以分頻系數(shù)40對(duì)992MHz進(jìn)行分頻后得到的時(shí)鐘信號(hào)的頻率為992MHz/40=24.8MHz,則該分頻后所得到的時(shí)鐘信號(hào)的頻率24.8MHz與20MHz的實(shí)際誤差為((24.8-20) /20) X 100%=24%,由此可以看出,通過(guò)芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100所輸出的時(shí)鐘信號(hào)與目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)之間的頻率誤差遠(yuǎn)小于直接根據(jù)理論時(shí)鐘頻率進(jìn)行分頻所獲得的時(shí)鐘信號(hào)與目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)之間的頻率誤差。
[0052]實(shí)例二:[0053]本實(shí)例是用于舉例說(shuō)明為芯片外部提供高精度的時(shí)序數(shù)字信號(hào)的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100,其中,基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101所輸出的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的理論頻率為32MHz±30% (此處假設(shè)頻率偏差為-27.5%,則基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的實(shí)際頻率為23.2MHz,屬于低頻時(shí)鐘信號(hào)),頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊102為FLASH,頻率參數(shù)讀取與處理模塊103和頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊105包含于芯片內(nèi)部的FLASH控制器中,外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107所輸出的外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)OCLKS的波特率為9600bps (如圖5所示),由于基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO屬于低頻時(shí)鐘信號(hào),所以此時(shí)外部的時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200不需要通過(guò)時(shí)鐘分頻模塊104或者時(shí)鐘輸出分頻模塊106對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行初始分頻,可直接對(duì)基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101所輸出的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率測(cè)量。
[0054]在芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100上電工作后,基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101輸出頻率為23.2MHz的基本時(shí)鐘信號(hào)CLK0,然后由時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200檢測(cè)基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO的頻率后輸出23.2MHz的頻率參數(shù)至芯片內(nèi)部的接口電路的數(shù)據(jù)輸入端RXD,接口電路將23.2MHz的頻率參數(shù)輸出至FLASH控制器,隨后由FLASH控制器將該23.2MHz的頻率參數(shù)寫(xiě)入FLASH中;在外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107開(kāi)始工作時(shí),F(xiàn)LASH控制器從FLASH讀取23.2MHz的頻率參數(shù),并將該頻率參數(shù)輸出至外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107,之后由外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊107從芯片內(nèi)部的CPU讀取外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率9600bps,并根據(jù)23.2MHz的頻率參數(shù)和外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率9600bps計(jì)算分頻系數(shù),即該分頻系數(shù)為23.2X1079600=2416.7 ^ 2417,最后根據(jù)該分頻系數(shù)2417將頻率為23.2MHz的基本時(shí)鐘信號(hào)CLKO進(jìn)行分頻,即23.2MHz/2417=9598.7bps,從而獲得波特率為9598.7bps的外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)從接口電路的數(shù)據(jù)輸出端TXD輸出。
[0055]如果不采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100,而是將基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊101所輸出的基本時(shí)鐘信號(hào)(理論輸出時(shí)鐘頻率為32MHz)進(jìn)行分頻,則分頻系數(shù)為32MHz/9600bps=3333,那么最終所產(chǎn)生的時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率為23.2MHz/3333=6960.7bps,·相比上述所得的9598.7bps, 6960.7bps與外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率9600bps誤差很大。對(duì)于內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的獲取,其原理與實(shí)例二所述的一致,因此不再贅述。
[0056]綜上所述,通過(guò)采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)的頻率與目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的頻率之間的偏差非常小,且所產(chǎn)生的時(shí)序數(shù)字信號(hào)與目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率之間的偏差也很小,因此,芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100能夠產(chǎn)生高精度的時(shí)鐘信號(hào)和時(shí)序數(shù)字信號(hào)。
[0057]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的還在于提供一種芯片系統(tǒng),該芯片系統(tǒng)包括一芯片及時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路200,該芯片包括上述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路100。
[0058]在本發(fā)明實(shí)施例中,通過(guò)在芯片中采用包括基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊、頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊、頻率參數(shù)讀取與處理模塊以及時(shí)鐘分頻模塊的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小,進(jìn)而在保證為芯片內(nèi)部提供高精度時(shí)鐘信號(hào)的同時(shí)降低芯片的成本,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)提供的時(shí)鐘調(diào)整電路所存在的因占用面積大而造成芯片成本大幅度增加的問(wèn)題。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,與芯片外部的時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路連接,所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路所生成的基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè),其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路包括: 基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊,用于生成基本時(shí)鐘信號(hào)并輸出到芯片外部; 頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)后所輸出的頻率參數(shù); 頻率參數(shù)讀取與處理模塊,與所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊連接,用于從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取所述頻率參數(shù),并根據(jù)所述頻率參數(shù)和芯片內(nèi)部所需要的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的頻率獲取相應(yīng)的分頻系數(shù); 時(shí)鐘分頻模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊相連接,用于根據(jù)所述分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻,并輸出所述目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其特征在于,所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊為只讀存儲(chǔ)器、可編程只讀存儲(chǔ)器、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器或閃存。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路還包括: 時(shí)鐘輸出分頻模塊,與所述基本時(shí)鐘信號(hào)生成模塊連接,用于當(dāng)所述基本時(shí)鐘信號(hào)為高頻率時(shí)鐘信號(hào)時(shí),對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻。
4.如權(quán)利要求1所述的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路還包括:· 頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊,分別與所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路和所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊相連接,用于將所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路所輸出的頻率參數(shù)寫(xiě)入所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊。
5.如權(quán)利要求1、3或4所述的芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路還包括: 外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊連接,用于根據(jù)所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取的頻率參數(shù)和外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算外部分頻系數(shù),并根據(jù)所述外部分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻以輸出所述外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào); 內(nèi)部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊連接,用于根據(jù)所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取的頻率參數(shù)和內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算內(nèi)部分頻系數(shù),并根據(jù)所述內(nèi)部分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻以輸出所述內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)。
6.一種芯片系統(tǒng),其特征在于,所述芯片系統(tǒng)包括芯片及時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路,所述芯片包括芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路與所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路連接,所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路所生成的基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè); 所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路包括: 基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊,用于生成基本時(shí)鐘信號(hào)并輸出到芯片外部; 頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)后所輸出的頻率參數(shù); 頻率參數(shù)讀取與處理模塊,與所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊連接,用于從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取所述頻率參數(shù),并根據(jù)所述頻率參數(shù)和芯片內(nèi)部所需要的目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)的頻率獲取相應(yīng)的分頻系數(shù); 時(shí)鐘分頻模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊相連接,用于根據(jù)所述分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻,并輸出所述目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的芯片系統(tǒng),其特征在于,所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊為只讀存儲(chǔ)器、可編程只讀存儲(chǔ)器、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器或閃存。
8.如權(quán)利要求6所述的芯片系統(tǒng),其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路還包括: 時(shí)鐘輸出分頻模塊,與所述基本時(shí)鐘信號(hào)生成模塊連接,用于當(dāng)所述基本時(shí)鐘信號(hào)為高頻率時(shí)鐘信號(hào)時(shí),對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻。
9.如權(quán)利要求6所述的芯片系統(tǒng),其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路還包括: 頻率參數(shù)寫(xiě)入模塊,分別與所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路和所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊相連接,用于將所述時(shí)鐘頻率檢測(cè)電路所輸出的頻率參數(shù)寫(xiě)入所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊。
10.如權(quán)利要求6、8或9所述的芯片系統(tǒng),其特征在于,所述芯片時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路還包括: 外部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊連接,用于根據(jù)所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取的頻率參數(shù)和外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算外部分頻系數(shù),并根據(jù)所述外部分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻以輸出所述外部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào);` 內(nèi)部時(shí)序數(shù)字信號(hào)生成模塊,分別與所述基本時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊和所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊連接,用于根據(jù)所述頻率參數(shù)讀取與處理模塊從所述頻率參數(shù)存儲(chǔ)模塊讀取的頻率參數(shù)和內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)的波特率計(jì)算內(nèi)部分頻系數(shù),并根據(jù)所述內(nèi)部分頻系數(shù)對(duì)所述基本時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻以輸出所述內(nèi)部目標(biāo)時(shí)序數(shù)字信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H03L7/085GK103580684SQ201210278622
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】孫龍, 張毅 申請(qǐng)人:國(guó)民技術(shù)股份有限公司