一种USB设备的芯片及其频率校准方法技术

本发明专利技术涉及芯片设计，公开了一种USB设备的芯片及其频率校准方法。本发明专利技术中USB设备的芯片包含：阻容振荡器与计数器；其中，阻容振荡器与计数器相连；计数器接收与USB设备相连的终端输出的频率Fc的第一脉冲信号，并以Fc为计数基准用阻容振荡器产生的第二脉冲信号进行计数；阻容振荡器根据计数器的计数值Cnt对内置的电容阵列的电容值进行调节，直至输出的第二脉冲信号的频率为预设频率F0。由于阻容振荡器的功耗较低，所以降低了USB设备的芯片以及终端的功耗，同时可以节省外部晶振降低成本；而且，利用计数器校正阻容振荡器输出的脉冲信号的频率，提高了USB设备工作频率的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芯片设计，特别涉及一种用于USB (Universal Serial Bus,通用串行 总线）设备的芯片。
技术介绍
近来，由于超极本（Ultrabook)与平板电脑（PAD)等移动终端的方便实用性，越来 越多被用于工作场合。在需要连接外围设备(如键盘）时，通常通过两种方式进行连接：有 线和无线。无论是那种连接方式，这些外围设备通常借助USB接口来实现和移动终端的通 信，对于移动终端来说，这些设备被识别为USB设备。 USB设备和移动终端通过USB接口通信时，在预设的工作频率下进行工作，也就是 说，USB设备内置的主控芯片（MCU，Micro Control Unit)的时钟信号的频率要达到工作要 求。目前，采用锁相环（Phase-locked loop,简称PLL)与外接的晶体振荡器作为USB设备 的系统时钟，为其MCU提供时钟信号。虽然利用锁相环与晶体振荡器作为系统时钟精度很 高，但是USB设备的芯片的功耗较高，很耗电。由于外接USB设备是由移动终端进行供电的， 所以USB设备的功耗就会影响移动终端的待机时间。 另外，虽然阻容振荡器的功耗很低，也可以为USB设备内置的MCU提供时钟信号， 但是其输出时钟信号的频率的浮动幅度高达±30%，精度很低，不能满足USB设备的工作要 求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种USB设备的芯片及其频率校准方法，降低了 USB设备 的功耗，同时，节省了外部晶振，降低了成本，而且，还提高了 USB设备工作频率的精度。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种USB设备的芯片，包含：阻容振荡器与计 数器；所述阻容振荡器与所述计数器相连； 所述计数器接收与所述USB设备相连的终端输出的频率Fc的第一脉冲信号，并以 所述Fc为时间基准用所述阻容振荡器产生的第二脉冲信号进行计数； 所述阻容振荡器根据所述计数器的计数值Cnt对阻容振荡器内置的电容阵列的 电容值进行调节，直至输出的所述第二脉冲信号的频率为预设频率H)。 本专利技术还提供了一种USB设备的芯片的频率校准方法，包含以下步骤： 所述USB设备的芯片内置的计数器接收与所述USB设备相连的终端输出的频率Fc 的第一脉冲信号，并以所述Fc为时间基准用所述阻容振荡器产生的第二脉冲信号进行计 数； 所述阻容振荡器根据所述计数器的计数值Cnt对所述阻容振荡器内置的电容阵 列的电容值进行调节，直至所述第二脉冲信号的频率为预设频率H)。 本专利技术实施方式相对于现有技术而言，是利用阻容振荡器与计数器为USB设备的 芯片提供工作频率的脉冲信号，以降低USB设备的功耗，其中，USB设备的芯片的工作频率 为预设频率。具体地讲，USB设备的芯片包含阻容振荡器与计数器，阻容振荡器与计数器相 连；计数器接收与USB设备相连的终端输出的频率Fc的第一脉冲信号，并以Fc为时间基准 用阻容振荡器产生的第二脉冲信号进行计数；也就是说，计数器通过USB接口接收与USB设 备相连的终端输出的频率Fc第一脉冲信号，并在第一脉冲信号的控制下，在每^的时间 间隔内统计阻容振荡器输出的第二脉冲信号的次数；阻容振荡器根据计数器的计数值Cnt 对阻容振荡器内置的电容阵列的电容值进行调节，直至输出的第二脉冲信号的频率为预设 频率H)，其中，计数值Cnt包含第二脉冲信号的频率信息（F。· Cnt即为第二脉冲信号的频 率）；也就是说，当第二脉冲信号的频率不是预设频率时，阻容振荡器根据计数器的计数 值Cnt对阻容振荡器内置的电容阵列的电容值进行调节，以输出预设频率R)的第二脉冲信 号。由于阻容振荡器的功耗较低，所以降低了 USB设备的功耗，同时还节省了外部晶振，降 低了成本；而且，利用计数器校正阻容振荡器输出的第二脉冲信号的频率，提高了 USB设备 工作频率的精度。 另外，所述电容阵列包含第一电容阵列Ci与第二电容阵列Cf ; 其中，所述Ci的电容值对应于所述电容阵列的电容值的整数部分，所述Cf的电容 值对应于所述电容阵列的电容值的小数部分。 而且，所述阻容振荡器在所述Cnt与^的差值的绝对值大于预设整数into时， tC 调节所述Ci的电容值。 FO 阻容振荡器在Cnt与i的差值的绝对值大于预设整数into时，即阻容振荡器产 生的第二脉冲信号的频率（F。《Cnt)与预设频率R)相距较远，调节第一电容阵列Ci的电容 值，其中，Ci的电容值对应于电容阵列的电容值的整数部分，即阻容振荡器调节电容阵列的 电容值的整数部分，以使阻容振荡器产生的第二脉冲信号的频率接近或者为预设频率H)， 这样，可以大幅地提高USB设备的脉冲信号的精度。 FO 另外，所述阻容振荡器在所述Cnt与所述y的差值的绝对值小于所述预设整数 into时，调节所述Cf的电容值。 FO 阻容振荡器在Cnt与y的差值的绝对值小于预设整数into时，即阻容振荡器产 c 生的脉冲信号的频率（F。· Cnt)与预设频率R)相距较近，调节第二电容阵列Cf的电容值， 其中，Cf的电容值对应于电容阵列的电容值的小数部分，即阻容振荡器调节电容阵列的电 容值的小数部分，以使阻容振荡器产生的第二脉冲信号的频率进一步接近或者为预设频率 F0,这样，可以进一步提高USB设备输出的脉冲信号的精度。 另外，所述电容阵列的电容值根据所述第二脉冲信号的调节范围进行设置；所述 电容阵列的电容值的精度根据所述第二脉冲信号的精度设置。由于电容阵列的电容值决定 第二脉冲信号的调节范围，并且可以根据第二脉冲信号的调节范围进行设置；电容阵列的 电容值的精度决定第二脉冲信号的精度，并且可以根据第二脉冲信号的精度进行设置，这 样，可以根据实际需求设置电容阵列的电容值，使本专利技术中的USB设备的芯片更具实用性。【附图说明】 图1是根据本专利技术第一实施方式的USB设备的芯片示意图； 图2是根据本专利技术第二实施方式的USB设备的芯片示意图； 图3是根据本专利技术第三实施方式的USB设备的芯片的频率校准流程图； 图4是根据本专利技术第四实施方式的USB设备的芯片的频率校准方法流程图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实 施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中， 为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基 于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方 案。 本专利技术的第一实施方式涉及一种USB设备的芯片，具体如图1所示，包含：阻容振 荡器与计数器；其中，阻容振荡器与计数器相连。 计数器接收与USB设备相连的终端输出的频率Fc的第一脉冲信号，并以Fc为时 间基准用阻容振荡器产生的第二脉冲信号进行计数。具体地说，计数器通过USB接口接收 与USB设备相连的终端(例如PAD)输出的频率Fc第一脉冲信号，并在第一脉冲信号的控制 下，在每+的时间间隔内统计阻容振荡器输出的第二脉冲信号的次数，以供阻容振荡器校 正输出的第二脉冲信号的频率；其中，计数器的计数值Cnt包含第二脉冲信号的频率信息 (F。· Cnt即为脉冲信号的频率)。 阻容振荡器根据计数器的计数值Cnt对阻容振荡器内置的电容阵列的电容值进 行调节，直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用串行总线USB设备的芯片，其特征在于，包含：阻容振荡器与计数器；所述阻容振荡器与所述计数器相连；所述计数器接收与所述USB设备相连的终端输出的频率Fc的第一脉冲信号，并以所述Fc为时间基准用所述阻容振荡器产生的第二脉冲信号进行计数；所述阻容振荡器根据所述计数器的计数值Cnt对阻容振荡器内置的电容阵列的电容值进行调节，直至输出的所述第二脉冲信号的频率为预设频率F0。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明剑，金海鹏，盛文军，
申请(专利权)人：泰凌微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31