一種usb設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)及其時鐘檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于USB設(shè)備的時鐘檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)及其時鐘檢測方法。其中的恢復(fù)系統(tǒng)包括基準時鐘發(fā)生單元、信號檢測單元、接收延時單元和延時檢測單元，接收延時單元包括第一延時電路，第一延時電路包括多級首尾順次連接的第一延時單元；該時鐘檢測系統(tǒng)利用延時檢測單元計算接收數(shù)據(jù)相對本地基準時鐘的周期和延時，實現(xiàn)了對接收數(shù)據(jù)的時鐘檢測，相對于現(xiàn)有采用外部晶振與內(nèi)部模擬鎖相環(huán)電路結(jié)合的時鐘檢測電路，成本降低，相對于現(xiàn)有采用內(nèi)部振蕩電路的時鐘檢測電路，時鐘的恢復(fù)精度更高，且恢復(fù)精度與基準時鐘頻率的高低無關(guān)，減小了系統(tǒng)的功耗。
【專利說明】—種USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)及其時鐘檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于USB設(shè)備的時鐘檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)及其時鐘檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在USB設(shè)備構(gòu)成的通信系統(tǒng)中，只存在串行數(shù)據(jù)傳輸通道而不存在時鐘信號傳輸通道，發(fā)送端的USB設(shè)備僅向接收端的USB設(shè)備發(fā)送串行數(shù)據(jù)而不發(fā)送時鐘信號。因而為了保證接收數(shù)據(jù)的正確性，接收端需從傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中提取出發(fā)送端的時鐘信息，實現(xiàn)發(fā)送端時鐘的本地恢復(fù)。
[0003]為此，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種時鐘檢測電路，包括一產(chǎn)生基準時鐘的外部晶振、以及對該基準時鐘進行調(diào)節(jié)的內(nèi)部模擬鎖相環(huán)電路，該電路可為接收端的USB設(shè)備提供精準的時鐘。但該電路具體如下缺點:一是外部晶振的引入降低了產(chǎn)品的可靠性，且占用了 USB設(shè)備的較大空間；二是內(nèi)部模擬鎖相環(huán)電路增加了 USB設(shè)備的成本。
[0004]此外，現(xiàn)有技術(shù)還提供了另一種時鐘檢測電路，其采用內(nèi)部振蕩電路作為基準時鐘源，接收端的USB設(shè)備直接采用該內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生的基準時鐘對數(shù)據(jù)進行接收和發(fā)送。但由于制造工藝的限制以及內(nèi)部電壓、溫度等的影響，該內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生的基準時鐘通常具有20%到±30%的偏差，甚至有些工藝則可能產(chǎn)生±50%的偏差，如果將具有巨大偏差的基準時鐘直接應(yīng)用于USB設(shè)備的內(nèi)部電路，極易使系統(tǒng)處于不穩(wěn)定或不可預(yù)知的狀態(tài)，更加不能滿足USB協(xié)議對輸入輸出信號頻率的要求，從而使得產(chǎn)品的兼容性差。雖然通過提高基準時鐘的頻率可以適當(dāng)提高輸出信號的頻率精度，但由于集成電路工藝限制，基準時鐘的頻率不可能很高，而且會使得芯片功耗過大。
[0005]在本【背景技術(shù)】本部分所公開的上述信息僅僅用于增加對本發(fā)明【背景技術(shù)】的理解，因此其可能包括不構(gòu)成對該國的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的采用外部晶振與內(nèi)部模擬鎖相環(huán)電路結(jié)合的時鐘檢測電路成本高的問題，以及采用內(nèi)部振蕩電路的時鐘檢測電路中基準時鐘精度差的問題。
[0007]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0008]信號檢測單元，用于在接收到USB設(shè)備的USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)后，判斷所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型；
[0009]接收延時單元,用于接收一基準時鐘，并記錄所述基準時鐘的單位延時、所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的延時數(shù)據(jù)、以及所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)從傳輸起始至傳輸終止過程中所述基準時鐘的計數(shù)值；
[0010]延時檢測單元，用于根據(jù)所述信號檢測單元判斷出的所述數(shù)據(jù)類型計算所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的位數(shù)，并根據(jù)所述位數(shù)以及所述接收延時單元記錄的所述延時數(shù)據(jù)、計數(shù)值、單位時延，計算得到所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的周期和延時。
[0011]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種如上所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)的時鐘檢測方法，所述方法包括以下步驟:
[0012]所述接收延時單元在所述USB收發(fā)器處于空閑狀態(tài)時記錄所述基準時鐘的單位延時；
[0013]所述USB收發(fā)器在輸出數(shù)據(jù)后，所述信號檢測單元判斷所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，所述接收延時單元記錄所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的延時數(shù)據(jù)、以及所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)從傳輸起始至傳輸終止過程中所述基準時鐘的計數(shù)值；
[0014]所述延時檢測單元根據(jù)所述信號檢測單元判斷出的所述數(shù)據(jù)類型計算所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的位數(shù)，并根據(jù)所述位數(shù)和記錄的所述延時數(shù)據(jù)、計數(shù)值和單位時延，計算得到所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的周期和延時。
[0015]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種USB設(shè)備,包括USB收發(fā)器和USB控制器，所述USB設(shè)備還包括一如上所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，用于對所述USB收發(fā)器與所述USB控制器之間的傳輸數(shù)據(jù)進行緩存。
[0016]本發(fā)明實施例提供的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)及其時鐘檢測方法是通過計算接收數(shù)據(jù)相對本地基準時鐘的周期和延時，實現(xiàn)了對接收數(shù)據(jù)的時鐘檢測，相對于現(xiàn)有采用外部晶振與內(nèi)部模擬鎖相環(huán)電路結(jié)合的時鐘檢測電路，成本降低，相對于現(xiàn)有采用內(nèi)部振蕩電路的時鐘檢測電路，時鐘的恢復(fù)精度更高，且恢復(fù)精度與基準時鐘頻率的高低無關(guān)，減小了系統(tǒng)的功耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例提供的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是圖1中接收延時單元的電路原理圖；
[0019]圖3是圖1中發(fā)送延時單元的電路原理圖；
[0020]圖4示出了本發(fā)明實施例提供的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)的時鐘檢測方法的流程圖；
[0021]圖5是本發(fā)明實施例中,接收延時單元記錄基準時鐘的單位延時的流程圖；
[0022]圖6是本發(fā)明實施例中，接收延時單元記錄第一延時數(shù)據(jù)、第二延時數(shù)據(jù)和計數(shù)值的流程圖；
[0023]圖7是本發(fā)明實施例中，發(fā)送延時單元發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]針對現(xiàn)有USB設(shè)備中時鐘檢測電路所存在的問題，本發(fā)明實施例提供的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)是通過計算接收數(shù)據(jù)相對本地基準時鐘的周期和延時，來實現(xiàn)對接收數(shù)據(jù)的時鐘檢測。[0026]圖1示出了本發(fā)明實施例提供的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅不出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。
[0027]本發(fā)明實施例提供的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)包括:信號檢測單元12，用于在接收到USB設(shè)備的USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)后，判斷USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型；接收延時單元13，用于接收一基準時鐘，并記錄該基準時鐘的單位延時U、USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對該基準時鐘的延時數(shù)據(jù)、以及USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)從傳輸起始至傳輸終止過程中該基準時鐘的計數(shù)值t ;延時檢測單元14，用于根據(jù)信號檢測單元12判斷出的數(shù)據(jù)類型，基于USB協(xié)議計算得到USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的位數(shù)n，并根據(jù)接收延時單元13記錄的延時數(shù)據(jù)、計數(shù)值t、單位時延U，計算得到USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對基準時鐘的周期T和延時D。
[0028]進一步地，接收延時單元13可以包括第一延時電路，第一延時電路包括多級首尾順次連接的第一延時單元，接收延時單元13具體是在USB收發(fā)器處于空閑狀態(tài)時記錄基準時鐘的單位延時u,并在USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)輸入第一延時電路后,通過讀取各第一延時單元的輸出電平記錄接收到的數(shù)據(jù)在傳輸起始時相對基準時鐘的第一延時數(shù)據(jù)a、在傳輸終止時相對基準時鐘的第二延時數(shù)據(jù)b，并對傳輸起始至傳輸終止的基準時鐘進行計數(shù)，得到計數(shù)值t，該第一延時數(shù)據(jù)a和第二延時數(shù)據(jù)b即為接收延時單元13記錄的延時數(shù)據(jù)。
[0029]其中，延時檢測單元14根據(jù)接收延時單元13記錄的第一延時數(shù)據(jù)a、第二延時數(shù)據(jù)b、計數(shù)值t、位數(shù)η、以及基準時鐘的單位時延U，計算得到USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對基準時鐘的周期T和延時D的過程可以表示為:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 信號檢測單元，用于在接收到USB設(shè)備的USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)后，判斷所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型； 接收延時單元，用于接收一基準時鐘，并記錄所述基準時鐘的單位延時、所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的延時數(shù)據(jù)、以及所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)從傳輸起始至傳輸終止過程中所述基準時鐘的計數(shù)值； 延時檢測單元，用于根據(jù)所述信號檢測單元判斷出的所述數(shù)據(jù)類型計算所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的位數(shù)，并根據(jù)所述位數(shù)以及所述接收延時單元記錄的所述延時數(shù)據(jù)、計數(shù)值、單位時延，計算得到所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的周期和延時。
2.如權(quán)利要求1所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 接收控制單元，用于對所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)進行采樣緩存并發(fā)出第一同步控制信號; 時鐘控制單元，用于根據(jù)所述接收控制單元發(fā)出的所述第一同步控制信號，對所述基準時鐘進行分頻，并將分頻后的時鐘信號發(fā)送給所述USB設(shè)備的USB控制器，所述USB控制器根據(jù)所述分頻后的時鐘信號，讀取所述接收控制單元緩存的數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 發(fā)送控制單元，用于對所述USB設(shè)備的USB控制器待發(fā)送的數(shù)據(jù)進行采樣緩存并發(fā)出第二同步控制信號，所述時鐘控制單元根據(jù)所述第二同步控制信號對所述基準時鐘進行分頻，并將分頻后的時鐘信號發(fā)送給所述USB控制器，所述USB控制器根據(jù)所述分頻后的時鐘信號，將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述發(fā)送控制單元； 發(fā)送延時單元，包括第二延時電路，所述第二延時電路包括多級首尾順次連接的第二延時單元，所述發(fā)送延時單元用于在所述發(fā)送控制單元將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)填充到所述發(fā)送延時單元后，根據(jù)所述延時檢測單元得到的所述周期、延時和所述接收延時單元記錄的所述單位延時發(fā)送所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 濾波單元，用于對所述延時檢測單元得到的所述周期和延時進行濾波處理后，發(fā)送給所述發(fā)送延時單元。
5.如權(quán)利要求3所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送延時單元還包括: 輸出選擇模塊，用于在所述發(fā)送控制單元將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)填充到所述發(fā)送延時單元后開始時鐘計數(shù)，并在所述時鐘計數(shù)結(jié)束后，根據(jù)計數(shù)結(jié)果、所述延時檢測單元得到的所述周期和延時、以及所述接收延時單元記錄的所述單位延時發(fā)出控制信號； 選擇器，用于根據(jù)所述輸出選擇模塊發(fā)出的控制信號，選擇相應(yīng)的所述第二延時單元輸出所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于產(chǎn)生基準時鐘的基準時鐘發(fā)生單元；所述接收延時單元包括: 第一延時電路，所述第一延時電路包括多級首尾順次連接的第一延時單元，所述第一延時單兀用于將輸入的基準時鐘延時輸出； 延時計算模塊，用于在所述基準時鐘輸入所述第一延時電路后，記錄所述第一延時單元的輸出，并在所述USB收發(fā)器處于空閑狀態(tài)時記錄所述基準時鐘的單位延時，之后將所述單位延時發(fā)送給所述延時檢測單元，并在所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)輸入所述第一延時電路后，記錄所述第一延時單元的輸出電平，根據(jù)所述輸出電平計算所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)在傳輸起始時相對所述基準時鐘的第一延時數(shù)據(jù)、以及所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)在傳輸終止時相對所述基準時鐘的第二延時數(shù)據(jù)，之后將所述第一延時數(shù)據(jù)和所述第二延時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述延時檢測單元； 時鐘計數(shù)模塊，用于在所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)輸入所述第一延時電路后，對所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)從傳輸起始至傳輸終止過程中所述基準時鐘進行計數(shù)，得到所述計數(shù)值后發(fā)送給所述延時檢測單元。
7.如權(quán)利要求6所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號檢測單元、所述接收延時單元和所述延時檢測單元集成于所述USB設(shè)備內(nèi)部的一芯片中，所述基準時鐘發(fā)生單元是集成于所述芯片上的片內(nèi)振蕩電路。
8.一種基于如權(quán)利要求1至7任一項所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)的時鐘檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 所述接收延時單元在所述USB收發(fā)器處于空閑狀態(tài)時記錄所述基準時鐘的單位延時； 所述USB收發(fā)器在輸出數(shù)據(jù)后，所述信號檢測單元判斷所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，所述接收延時單元記錄所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的延時數(shù)據(jù)、以及所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)從傳輸起始至傳輸終止過程中所述基準時鐘的計數(shù)值； 所述延時檢測單元根據(jù)所述信號檢測單元判斷出的所述數(shù)據(jù)類型計算所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)的位數(shù)，并根據(jù)所述位數(shù)和記錄的所述延時數(shù)據(jù)、計數(shù)值和單位時延，計算得到所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的周期和延時。
9.如權(quán)利要求8所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)的時鐘檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述位數(shù)和記錄的所述延時數(shù)據(jù)、計數(shù)值和單位時延，計算得到所述USB收發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)相對所述基準時鐘的周期和延時的步驟表示為:
10.一種USB設(shè)備，包括USB收發(fā)器和USB控制器，其特征在于，所述USB設(shè)備還包括一如權(quán)利要求1至7任一項所述的USB設(shè)備的時鐘檢測系統(tǒng)，用于對所述USB收發(fā)器與所述USB控制器之間的傳輸數(shù)據(jù)進行緩存。
【文檔編號】G06F1/12GK103576740SQ201210278639
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】張毅, 陳家錦, 孫龍 申請人:國民技術(shù)股份有限公司