一种用于电子设备的控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于电子设备的控制器。该控制器包括：控制核，配置用于产生用于控制电子设备的操作的信号；内部时钟源，耦合至控制核，配置用于向控制核提供高速内部HSI时钟信号以作为驱动信号；以及至少一个时敏组件，耦合至独立于控制器的外部时钟源，配置用于接收由外部时钟源产生的高速外部HSE时钟信号以作为驱动信号。根据本实用新型专利技术的实施例，能够兼顾高时钟精度要求与稳定性和鲁棒性要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术总体上涉及电子设备控制器领域，更具体地，涉及用于增强具有高精度时钟的电子设备的稳定性的装置。
技术介绍
对于电子设备而言，稳定性和鲁棒性是重要的方面。存在用于衡量电子设备或系统稳定性的过程。例如，电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,EMC)测试过程被用于衡量电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并且不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。一般而言，EMC测试包括两个方面的要求一方面是指电子 系统在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不应超过一定的限值；另一方面是指电子系统对于所在环境中存在的电磁干扰应当具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。又如，静电释放(Electro-Static Discharge, ESD)测试过程被用于从静电释放以及静电防护等角度衡量电子设备的稳定性。在实践中，出于成本控制等方面的考虑，很多电子设备或系统采用低成本微控制器单元(Microcontroller Unit, MCU),例如不具有内嵌锁相环(PLL)的微控制器。这种MCU通常采用独立于MCU的外部高速时钟(例如，外部高精度石英晶体)来驱动MCU核。外部时钟能够提供相对较高的时钟精度，但是却可能降低宿主设备的整体稳定性和/或鲁棒性，导致设备难以甚至无法通过EMC测试和/或ESD测试。例如，在EMC测试中，电快速瞬变脉冲群抗扰度(Electrical Fast Transient/Burst,EFT/B)测试是一个重要的内容，用于验证电子设备对诸如来自切换瞬态过程的各种类型瞬变骚扰的抗扰度。很多国家和/或地区制定了关于EFT/B的定量标准。例如，根据中国国家标准，对于例如单相电表的设备，必须通过土 4千伏(KV)的EFT/B测试。已经发现，采用外部高速时钟信号驱动MCU核的电子设备往往难以通过EFT/B测试。与此相对，如果采用MCU的内部时钟源(例如，MCU的内部振荡器产生的时钟信号)来驱动MCU核，通常可以提高整个设备的稳定性，从而比较容易通过EMC测试、ESD测试等衡量电子设备稳定性的测试。然而，MCU的内部时钟往往无法满足时钟精度方面的要求。可以理解，在一个数字设备或者含MCU的系统中，通常存在对时钟精度具有较高要求的组件，它们可被称为时敏(time-sensitive)组件。例如,作为实时时钟(Real-Time Clock,RTC)的校准源，需要在-40°C 85°C的温度范围上达到±5ppm的精度。又如，MCU中用于精确计时的计时器、计数器等组件也需要高于其他组件的时钟精度。这样，目前电子设备的MCU中存在着两难的境况。一方面，如果采用MCU外部的高速时钟信号驱动MCU核和时敏组件，能够满足高时钟精度的要求，但是难以确保设备的高稳定性/鲁棒性。另一方面，如果采用MCU内部的高速时钟信号驱动MCU核和时敏组件，能够提高设备的稳定性/鲁棒性从而比较容易地通过诸如EMC测试、ESD测试之类的测试过程，但是可能无法满足高时钟精度方面的要求。因此，本领域中需要一种增强具有高精度时钟的电子设备的稳定性的装置，能够同时满足设备稳定性要求和高时钟精度要求，从而克服上述缺陷。
技术实现思路
为此，本技术的实施方式提供用于增强具有高精度时钟的电子设备的稳定性的装置。在本技术的一个方面，提供一种用于电子设备的控制器。该控制器包括控制核；内部时钟源；以及至少一个时敏组 件。控制核耦合至该内部时钟源，配置为由该内部时钟源产生的高速内部HSI时钟信号驱动。至少一个时敏组件耦合至独立于控制器的外部时钟源，配置为由该外部时钟源产生的高速外部HSE时钟信号驱动。根据某些实施例，该控制器还包括至少一个非时敏组件，耦合至内部时钟源，并且配置为由HSI时钟信号驱动。根据某些实施例，外部时钟源包括晶体。该控制器还包括信号调整器，耦合在至少一个时敏组件与晶体之间，配置用于将晶体产生的信号调整为方波形式以用作HSE时钟信号。根据某些实施例，信号调整器包括晶体振荡器。根据某些实施例，HSE时钟信号经由耦合在外部时钟源与至少一个时敏组件之间的至少一个管脚被馈送至至少一个时敏组件。根据某些实施例，至少一个时敏组件包括计时器。控制器还包括校准器，耦合在内部时钟源与计时器之间，配置用于利用计时器产生的计时信号对内部时钟源进行校准。根据某些实施例，内部时钟源包括阻容RC振荡器。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施例，其中图IA和图IB示出了已经使用的电子设备控制器100A和100B的示意性结构框图；图2示出了根据本技术一个示例性实施例的用于电子设备的控制器200的示意性结构框图；图3示出了根据本技术另一示例性实施例的用于电子设备的控制器300的示例性结构框图；图4示出了根据本技术另一示例性实施例的用于电子设备的控制器400的示意性结构框图；图5示出了根据本技术一个示例性实施例的用于电子设备的控制器500的示意性结构框图；图6示出了根据本技术另一示例性实施例的用于电子设备的控制器600的示意性结构框图；以及图7示出了根据本技术一个示例性实施例的用于驱动电子设备的控制器的方法700的示意性流程图。在各个附图中，相同或对应的标号表不相同或对应的部分。具体实施方式下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本技术，而并非以任何方式限制本技术的范围。本技术各个实施例的总体思路是取代利用控制器的高速外部(HSE)时钟信号或者高速内部(HSI)时钟信号统一地驱动控制核和时敏组件二者，允许控制核和时敏组件由独立的时钟信号分别驱动。特别地，在本技术的实施例中，可以利用MCU中的内部时钟源(例如，RC振荡器)产生的高速内部时钟信号来驱动MCU核，而利用独立于MCU的外部时钟源产生的高速外部时钟信号来驱动时敏组件。以此方式，既可以满足时敏组件对于时钟精度的要求，又可以同时确保电子设备的较高稳定性和鲁棒性(从而相对容易地通 过EMC测试、ESD测试等测试过程)。出于说明和示例之目的，在下文详细描述中可能会参考微控制器单元(MCU)作为电子设备控制器的示例。然而，这仅仅是示例性的而非限制性的。任何目前已知或者将来开发的用于控制电子设备操作的控制器均可以与本技术的实施例结合使用，包括但不限于微控制器、通用处理器、专用处理器，等等。另外，下文使用的“组件A耦合至组件B”之类的表述是指组件A通过任何适当的机制而连接至组件B。经耦合的组件A和B之间可以可选地相互通信或者说传递信号。此夕卜，在此使用的术语“耦合”包括直接耦合(即，组件A与组件B之间不存在另一组件C)，也包括间接耦合(即，A耦合至另一组件C，组件C转而耦合至组件B)。首先参考图IA和图1B，其示出了已被使用的电子设备控制器100A和100B的示意性结构框图。更具体地，在图IA所示的配置中，控制器100A(例如，MCU)包括控制核101A(例如，MCU核)，其可配置用于控制宿主设备的操作。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子设备的控制器，其特征在于所述控制器包括：控制核；内部时钟源；以及至少一个时敏组件，其中所述控制核耦合至所述内部时钟源，配置为由所述内部时钟源产生的高速内部HSI时钟信号驱动，以及其中所述至少一个时敏组件耦合至独立于所述控制器的外部时钟源，配置为由所述外部时钟源产生的高速外部HSE时钟信号驱动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志光，马宗超，陈闽林，
申请(专利权)人：世意法北京半导体研发有限责任公司，国网电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：