專利名稱：實時時鐘頻率誤差糾正的方法和裝置的制作方法
背景技術：
本發(fā)明通常涉及無線通信系統(tǒng)內(nèi)的頻率誤差校正，并且特別是涉及在無線通信系統(tǒng)的遠程單元中使用作為時間基準的晶體振蕩器中出現(xiàn)的固定誤差的校正。
在圖1中說明了典型的蜂窩移動無線電話系統(tǒng)的方框圖，它包括典型的基站110和移動站120?；景ㄒ粋€控制和處理單元130，其被連接到MSC 140上，而MSC 140接著被連接到PSTN(未示出)上。這種蜂窩無線電話系統(tǒng)的常規(guī)方面是本領域已知的，如Wejke等人的美國專利No.5,175,867＂Neighbor-Assisted Handoff in aCellular Communications System＂(蜂窩通信系統(tǒng)中的鄰接協(xié)助的越區(qū)切換)中所述，該文獻在此被參考結合。
基站110通過一個數(shù)據(jù)信道收發(fā)信機150來處理多個話音或數(shù)據(jù)信道，它由控制和處理單元130所控制。每個基站還包含一個能夠處理一個以上控制信道的控制信道接收機160?？刂菩诺朗瞻l(fā)信機160由控制和處理單元130來控制?？刂菩诺朗瞻l(fā)信機160在基站或小區(qū)的控制信道上把控制信息廣播給鎖定到那個控制信道上的移動站。
移動站120在它的數(shù)據(jù)和控制信道收發(fā)信機170處接收在信道上廣播的信息。然后，處理單元180估計所收到的控制信道信息并且決定移動站應該鎖定到哪一小區(qū)，該信息包括成為移動站鎖定到那的候選小區(qū)的那些小區(qū)的特性。有利地，收到的控制信道信息不僅包括關于它與之相關的小區(qū)的絕對信息，而且還包含關于與控制信道相關的小區(qū)緊鄰的其他小區(qū)的相對信息。
在一個時分多址(TDMA)蜂窩無線電話中，每個無線信道被分成一系列時隙。每個時隙包含來自諸如基站之類的數(shù)據(jù)源中的一個信息猝發(fā)(例如，話音對話的數(shù)字編碼部分)。時隙被組織成為連續(xù)的TDMA幀，每一幀具有一個預確定持續(xù)時間。每一TDMA幀中的時隙數(shù)與可以同時共享該無線信道的不同用戶數(shù)相關。如果一個TDMA幀中的每一時隙被分配給一個不同的用戶，則一個TDMA幀的持續(xù)時間是分配到同一用戶的連續(xù)時隙之間的時間最小值。
TDMA蜂窩系統(tǒng)以一種緩沖并猝發(fā)或者不連續(xù)的傳輸模式來操作，在此每個移動站只在它的分配時隙期間發(fā)射(和接收)。例如，一個積極連接的移動站可能在時隙1期間發(fā)射，在時隙2期間接收，在時隙3期間空閑，在時隙4期間發(fā)射，在時隙5期間接收，而在時隙6期間空閑，然后在隨后的TDMA幀期間重復這個循環(huán)。因此，移動單元在使用期間的定時是有效信號傳輸所不可缺少的。
當前在移動站中使用的定時設備不象它們所需要的那樣精確。導致移動站中不精確定時的有兩種不同類型的誤差。第一，通常稱為＂固定誤差＂的誤差是在產(chǎn)品生產(chǎn)期間被引入到晶體振蕩器中的，并且引起從晶體振蕩器的預定頻率中的一個固定偏移。另外，由連接到該晶體振蕩器上的個體組件引入到系統(tǒng)定時中的其它固定誤差還會進一步增加晶體振蕩器的固定誤差。
由移動電話所處的環(huán)境中的溫度變化所引起的動態(tài)誤差，也被引入到晶體振蕩器中。晶體振蕩器固有地取決于環(huán)境的溫度。根據(jù)有關晶體的說明，晶體振蕩器的頻率傾向于從它的預定頻率處增減。同時，當晶體老化時，在一個給定溫度下頻率變小。晶體振蕩器的頻率還可能由于通過該晶體的電壓總值而動態(tài)地變化。
在試圖減少移動電話內(nèi)部由不精確的定時引起的誤差中，傳統(tǒng)系統(tǒng)使用機械的或者電的電容微調(diào)器來減小實時計時器的誤差。通常，在這些系統(tǒng)中，一個可變的或者微調(diào)電容器被放置在晶體振蕩器的電壓饋送中?？梢哉{(diào)整該電容直到振蕩器振蕩在期望的或者預設置的頻率上?？墒牵O置該電容需要附加的費用和時間，這對于移動電話不是最適合的。
另外，對克服與晶體振蕩器相關的固定和動態(tài)誤差問題的嘗試也已經(jīng)包括了校準到一個外部高精度參考的硬件和/或軟件補償。例如，一個可能的解決方案是在移動電話的使用期間具有一個實時計時器，根據(jù)一個外部定時參考(例如，位于基站中的一個定時參考)把該實時計時器參考為一個高精度時鐘。可是，這類系統(tǒng)通過在基站處使用一個高精度時鐘來定期地校準精確度(即，只有當用戶開啟系統(tǒng)電源時)并且會由于基站和移動電話之間的距離改變引起多普勒效應而產(chǎn)生不準確的參考信號。
最后，也已經(jīng)開發(fā)了能夠附在移動電話上的獨立測試設備。例如，美國專利No.5,481,507描述了一種電計時設備，它產(chǎn)生基于可調(diào)時間的信號以便降低需要儲存的數(shù)據(jù)。被應用到振蕩器時鐘信號中的調(diào)整數(shù)據(jù)被儲存在一個非易失的存儲器中。調(diào)整數(shù)據(jù)允許每一基于時間的周期就調(diào)整基于時間的信號一次?？墒牵诿總€時鐘周期，一個峰值或者頻率誤差被確定并被用于更新基于時間的信號。另外，包括一個調(diào)整數(shù)據(jù)計算機在內(nèi)的該調(diào)整設備位于移動電話的外部，其沒有考慮到最大效率。
上述的解決方案沒有提供無附加問題的精確度增加。結果，需要一種方法和相關的裝置來經(jīng)濟有效地增加移動電話的精確度。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個可仿效實施例，提供校準并糾正實時計時器中的誤差的方法和裝置。
在本發(fā)明的一個方面中，通過產(chǎn)生一個高頻時鐘信號來產(chǎn)生一個實時時鐘信號； 從高頻時鐘信號中產(chǎn)生一個低頻時鐘信號；通過對于低頻時鐘信號的每一CountAdjust斷定完就調(diào)整低頻時鐘信號頻率一次來產(chǎn)生正確的低頻時鐘信號，其中，CountAdjust是一個大于一的整數(shù)，并且把該正確的低頻時鐘信號提供作為實時時鐘信號。
按照本發(fā)明的另一方面，產(chǎn)生正確的低頻時鐘信號的步驟包括如下步驟計數(shù)低頻時鐘信號的斷定，從而產(chǎn)生一個當前計數(shù)數(shù)值；把當前計數(shù)值與CountAdjust進行比較；并響應于當前計數(shù)值等于CountAdjust，調(diào)整低頻時鐘信號的頻率。
在本發(fā)明的另一方面中，從高頻時鐘信號中產(chǎn)生時鐘信號包括對于高頻時鐘信號的每N個斷定使用一個分頻器來產(chǎn)生低頻時鐘信號的一個斷定，其中，N是一個大于一的整數(shù)。此外，調(diào)整低頻時鐘信號的頻率包括把N調(diào)整一個數(shù)量r，其中r是一個幅值大于等于一的整數(shù)。
可以通過使用第二分頻器來對于此較高的頻率時鐘信號的每M個斷定產(chǎn)生高頻時鐘信號的一個斷定，從而從一個較高的頻率時鐘信號中產(chǎn)生高頻時鐘信號。
在本發(fā)明的另一方面中，通過執(zhí)行一個校準過程來產(chǎn)生一個CountAdjust值，該校準過程包括計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器的斷定的步驟；同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；通過把測量計數(shù)值與一個預期計數(shù)值進行比較來產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
在本發(fā)明的另一方面中，把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust的步驟包括如下計算步驟CountAdjust=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>在其中N是一個整數(shù)，表示高頻時鐘信號與低頻時鐘信號的頻率之比；Tmeasured是被斷定預確定次數(shù)的第一振蕩器信號所需要的一個標稱時間間隔；r是一個整數(shù)值，它表示對于低頻時鐘的每CountAdjust個斷定，N將被調(diào)整r數(shù)值一次；fref是參考振蕩器信號的一個標稱頻率；和Countmeasured是測量計數(shù)值。
當值CountAdjust使用在不可能始終具有實時時鐘的電源的一種裝置(比如移動電話)中時，值CountAdjust可以被儲存在非易失性存儲器中用于在該裝置操作期間使用。


在會同附圖閱讀下列詳細說明書之后，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點將更加容易理解，附圖中圖1說明了一種蜂窩移動無線電話系統(tǒng)的方框圖；圖2說明了按照本發(fā)明一個可仿效實施例的移動電話單元及其相關的測試設備的方框圖；圖3說明了按照本發(fā)明一個可仿效實施例的實時計數(shù)器的部分方框圖；圖4說明了按照本發(fā)明一個可仿效實施例的校準分程序的流程圖；圖5說明了按照本發(fā)明一個可仿效實施例的實時計數(shù)器的部分方框圖；和圖6是一個流程圖，描述了作為根據(jù)本發(fā)明的一個方面的實時時鐘校正技術的初始化和校正部分所執(zhí)行的步驟。
發(fā)明詳述在說明中，為了解釋而非限制的目的，闡明了具體的細節(jié)，比如特定的電路，電路組件，技術等等，以便提供對本發(fā)明的全面理解。可是，對本領域技術人員來說很明顯，本發(fā)明可以被實踐在偏離這些具體細節(jié)的其它實施例中。在其它實例中，熟知的方法、設備和電路的詳細描述被省略以使本發(fā)明不會因為不必要的細節(jié)而不清楚。
圖2說明了一個可仿效移動站配置的方框圖，其中，移動電話單元210裝備有實時時鐘(RTC)220。RTC 220是對晶體振蕩器225產(chǎn)生的時鐘周期數(shù)進行計數(shù)的一個計數(shù)器。計數(shù)值通常被轉換成秒、分、小時和日。存儲器245也位于移動電話單元210內(nèi)并且能夠存儲各種系統(tǒng)參數(shù)等等，并且最好是非易失的存儲器，比如EEPROM。易失存儲器，RAM 265，也可以被使用在移動電話單元內(nèi)并且被用于存儲各種測試過程和診斷程序。雖然不同的存儲器被示出，但是非易失的單個存儲器可以替代被使用來存儲各種程序、系統(tǒng)參數(shù)等等。如上面圖1討論中所述，在其他過程之中，處理單元230控制移動站的各種接收和發(fā)射功能。
按照本發(fā)明的一個可仿效實施例，RTC 220可以被校準到具有比在該單元生產(chǎn)期間的晶體振蕩器225更高精確度的一個內(nèi)部時鐘270上。如果期望更進一步增加內(nèi)部時鐘270的精確度，則為了執(zhí)行一個校準過程的目的，它可以經(jīng)無線電接收機280和天線290與測試設備235通信，盡管由晶體振蕩器225產(chǎn)生的定時信號中的誤差，但校準過程將最終允許RTC 220更精確地保持計時。
為了確保內(nèi)部時鐘270是精確的，可以通過位于測試設備235中的時鐘(未說明)來校準之(在RTC 220的校準之前)。另外，內(nèi)部時鐘270還可以被同步到位于測試設備235中的一個甚至更高精確度的時鐘240上。該同步可以通過無線電發(fā)射機295或者傳導連接275(例如，電纜連接)來被執(zhí)行。
按照本發(fā)明的一個方面，補償位于晶體振蕩器225中固定誤差的過程，按照本發(fā)明的一個可仿效實施例是以三部分來執(zhí)行的校準階段，初始化階段，和糾正階段。
通過在移動電話單元210的初始裝配期間測試晶體振蕩器225，可以執(zhí)行補償分程序的校準階段。與校準階段相關的RTC 220的元件在圖3中被說明。RTC 220能夠使用來自內(nèi)部時鐘270中的定時脈沖來確定與晶體振蕩器225相關的固定誤差。按照本發(fā)明的一個可仿效實施例，RTC 220，由32.768kHz的晶體振蕩器所驅動，為了方便的原因，32.768kHz的晶體振蕩器在此將被稱為32kHz晶體振蕩器。然而，應該理解，在替換實施例中，由不同的標稱工作頻率所表征的其它晶體振蕩器可以替代來被使用。
位于RTC 220中的第一計數(shù)器310，對從32kHz晶體振蕩器中輸出的脈沖進行計數(shù)。在此示例中，晶體振蕩器225應該每秒產(chǎn)生32,768個脈沖。另外，第二計數(shù)器320被提供用于對從內(nèi)部時鐘270中輸出的定時脈沖數(shù)進行計數(shù)。如上所述，內(nèi)部時鐘270(例如，GSM環(huán)境中的13MHz)主要被使用作為高頻時鐘，用于運行移動電話單元210內(nèi)部的組件?？墒?，由于它的高精確度，它被使用作為這個校準過程中的參考時鐘。然而，應該理解，為了校準的目的，其它高精確度的時鐘可以替代來被使用作為參考時鐘。這種替換參考時鐘不需要具有等于13MHz的標稱頻率。此外，替換參考時鐘不需要位于移動電話單元210內(nèi)部，而是可以改為位于外部。例如，參考時鐘可以位于測試設備235中，比如高精確度時鐘240。
在來自處理單元230中的命令之后，RTC 220(或其它校準結構)產(chǎn)生表示由參考時鐘(在這個可仿效實施例中它是內(nèi)部時鐘270)產(chǎn)生的若干脈沖的一個計數(shù)值。該計數(shù)值可以被放置在存儲器245中，稍后使用來計算一個數(shù)值，該數(shù)值表示在移動電話單元210的正常操作期間進行的糾正與實時時鐘220之間的時間長度。
在本發(fā)明的這個方面中，通過運行RTC 220和參考時鐘(例如，內(nèi)部時鐘270)一段相同的時間來測量RTC 220的誤差。測量周期越長，則測量的RTC誤差越精確。如果通過把RTC 220運行一預確定的循環(huán)數(shù)建立時間值(它應該對應于與預確定循環(huán)數(shù)除RTC 220的標稱頻率相等的那個時間值)，然后高精度時鐘的測量計數(shù)和預知計數(shù)(即，測量時間乘以參考時鐘的標稱頻率的數(shù)量)之間的差值是與RTC 220相關的一個誤差測量。
作為本發(fā)明的一個替換實施例，人們可以通過把參考時鐘(例如，內(nèi)部時鐘270)運行一段預確定的循環(huán)數(shù)來建立該時間值。在這種情況下，RTC 220中的誤差意應該是測量的RTC計數(shù)值和預知的RTC計數(shù)值之間的一個差值。
在獲得RTC 220誤差的一個測量之后，那么可確定在正常操作期間糾正值應該多少時間一次地被應用到RTC 220上以便補償它的固有誤差。
現(xiàn)在轉向一個可仿效實施例，圖4說明了糾正分程序的校準階段。在這里，期望使用RTC 220來計數(shù)若干循環(huán)，其應該(但是可能不是由于誤差)對應一個標稱的測量時間周期Tmeasured(例如，等于一秒的時間)。為了獲得精確的測量，對于晶體振蕩器225和參考時鐘(內(nèi)部時鐘270)最好最初被開啟并被允許運行一個適當?shù)念A熱周期(步驟410)。當兩個時鐘都穩(wěn)定了時，校準過程繼續(xù)。
在步驟420，運行儲存在RAM 265中的測試程序的處理單元230，發(fā)出開始命令(參見圖3)給RTC 220的第一計數(shù)器310以便計數(shù)來自32kHz晶體中32768個循環(huán)。應當指出，如果使用在移動電話內(nèi)部的晶體振蕩器有不同的標稱頻率或者如果該標稱測試周期不是一秒，則RTC 220還可以被編程來計數(shù)不同數(shù)量的循環(huán)。RTC 220的第二計數(shù)器320同時被命令來開始對在同一時間時期期間由參考時鐘(內(nèi)部時鐘270)產(chǎn)生的循環(huán)數(shù)(即，時鐘脈沖)進行計數(shù)。
在步驟430，當?shù)谝挥嫈?shù)器310達到應該對應計數(shù)一秒的循環(huán)數(shù)(即，本可仿效實施例中的32,768)時，它向第二計數(shù)器320輸出一個停止信號。如果第二計數(shù)器320計數(shù)比13,000,000循環(huán)更少，這指的是晶體振蕩器225比它的期望標稱頻率快。同樣地，如果第二計數(shù)器320計數(shù)比13,000,000循環(huán)更多，這指的是晶體振蕩器225比它的期望標稱頻率慢。在晶體振蕩器225中沒有任何誤差時，第二計數(shù)器320應該計數(shù)13,000,000個系統(tǒng)時鐘循環(huán)。在步驟440，把一個表示RTC220誤差的數(shù)值提供給CPU 230。這個值可以是第二計數(shù)器320計數(shù)的時鐘脈沖數(shù)?？商娲?，可以把系統(tǒng)時鐘脈沖數(shù)轉換成另外一個數(shù)值(例如，通過從預期計數(shù)值中減去它得到的數(shù)值)。
在步驟450，參考時鐘脈沖的測量計數(shù)(在此被表示為Countmeasured)導出一個調(diào)整周期值，其表示在對RTC 220進行精確時間調(diào)整之間的時間間隔。第二計數(shù)器320(它提供Countmeasured值)的數(shù)值最好是一個24比特的數(shù)值。Countmeasured的精確度是+/-1比特。
在本可仿效實施例中，RTC 220包括一個或多個分頻器，用于把晶體振蕩器信號的頻率下變換為適合于定時時間計數(shù)器的一個頻率。圖5說明了這樣的一個示例。32kHz被提供給第一分頻器520，其產(chǎn)生一個較低頻率信號，該較低頻率信號被提供給第二分頻器530。第二分頻器530的輸出被提供給時間計數(shù)器540的定時輸入。假定第一分頻器520除以數(shù)值M，并且第二分頻器除以數(shù)值N，則由第二分頻器530提供的信號的頻率(fout)為32kHz/(M乘N)。在這個結構中通過調(diào)整除法因子M或N可以方便地進行定時調(diào)整。例如，讓fin表示提供給第二分頻器530的信號590的頻率，接著把數(shù)值N調(diào)整±1將把分頻器的輸出分別地提前或者延遲一個等于1/fin的數(shù)量。因為信號570被用來定時計時器540，因此時間計數(shù)器540的精確度受到影響。
那么應該理解，在步驟450(參見圖4)中執(zhí)行的計算的目的是為了確定應該進行如此調(diào)整以便補償晶體振蕩器信號誤差的那個時間的適當間隔(在此被表示為TAdjusting Period)。為了確定TAdjusting Period，人們首先確定測量的時鐘誤差的數(shù)量。在此被表示為Counterror的一個測量，表示以參考時鐘周期為單位的這個誤差。它是根據(jù)如下來被確定Counterror＝Countexpetled-Countmeasured(1)Tmeasured×fref-Countmeasured在此fref是參考時鐘(例如，內(nèi)部時鐘270)的頻率；和Tmeasured是測量間隔的標稱持續(xù)時間。應該看到，當晶體振蕩器225正在快速運行時，Counterror將是一個正值。在這種情況下，必要的調(diào)整將包括把除法因子N增加一個循環(huán)以便延遲被提供給計時器540的定時信號570的出現(xiàn)。同樣地，當晶體振蕩器225慢速運行時Counterror是一個負值。在這種情況下，必要的調(diào)整將包括把除法因子N減少一個循環(huán)以便加速被提供給計時器540的定時信號570的出現(xiàn)。
誤差數(shù)量因此可以按照如下以時間為單位來表達Terror=Counterrorfref.-----(2)]]>Terror表示在測量間隔Tmeasured期間引入的誤差數(shù)量。把誤差引入RTC 220中的速率因此可以被簡單地確定為Rateerror=TreeorTmeasured.-----(3)]]>在把晶體振蕩器225把誤差引入RTC 220中的速率已經(jīng)確定后，接下來人們確定時間計數(shù)器540的定時將適當?shù)靥崆盎蜓舆t的數(shù)量以便補償該誤差。正如早先所解釋的，利用一個或多個分頻器來把相對高速的晶體振蕩器信號變換為較低定時信號(由時間計數(shù)器使用)的實施例允許通過分別地減少或增加控制分頻器之一的除法因子來提前或延遲要進行調(diào)整。因此，在可仿效實施例中，期望定期地調(diào)整值N(第二分頻器530的除法因子)一個等于±r的數(shù)量(在此，r是大于等于1的整數(shù))，從而實現(xiàn)一個等于r/fin數(shù)量的定時信號570的正確延遲或提前。在優(yōu)選實施例中，r＝1。
應該進行這些調(diào)整處的TAdjusting Period間隔是根據(jù)如下來得到TAdjusting Intervat=(Granularity of Correction)×1Rateerror]]>=rfin×fref×Tmeasured|Counterror|.-----(4)]]>在上面的方程式中使用Counterror絕對值的原因是因為對于間隔TAdjusting Period需要是一個正值。在如上所述，確定是增加或減少除法因子N時，Counterror的符號被計數(shù)。
考慮到fin＝N乘fout，并且代入Counterror的方程式(1)的右邊，我們得到TAdjusting Period=rfin×fref×Tmeasured|Counterror|]]>=rN×fout×fref×Tmeasured|Tmeasured×fref-Countmeasured|-----(5)]]>=r×fref×TmeasuredN×fout×|Tmeasured×fref-Countmeasured|.]]>在諸如如圖5所示的實施例中，通過計數(shù)定時信號570的相應的循環(huán)數(shù)(在此表示為CountAdjust)來確定間隔TAdjusting Period。在這種情況下，根據(jù)如下來確定CountAdjustCountAdjust＝TAdjusting Period×fout=r×fref×Tmeasured×foutN×fout×|Tmeasured×fref-Countmeasured|-----(6)]]>=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>應該看到，如果選擇N和M使得產(chǎn)生一個具有fout＝1Hz標稱頻率的定時信號570，并且如果該標稱測量周期Tmeasured被選擇為1秒，那么方程式(6)簡化為CountAdjust=r×frefN×|fref-Countmeasured|.-----(7)]]>作為一個說明示例，認為實施例中，N＝128，fref＝13MHz，并且Countmeasured＝12,999,500。在這種情況下，我們發(fā)現(xiàn)晶體振蕩器225快(參考時鐘太快就停止計數(shù))，因此調(diào)整的數(shù)量將為r＝1。此外，這些調(diào)整必須每TAdjusting Period＝203,125(四舍五入等于數(shù)值203)秒就進行一次。發(fā)現(xiàn)CountAdjust也具有四舍五入的數(shù)值203。這并不足為奇，因為定時信號570的1Hz頻率是指對于每一秒我們必須等待的相應的計數(shù)。
在優(yōu)選實施例中，通過15比特值來表示CountAdjust的數(shù)值。一個符號比特也被儲存以使可以對除法因子N進行適當?shù)恼{(diào)整(即，加法或減法)。
因此，在校準階段的結尾處，r和CountAdjust的值是已知的。這些值在RTC 220的正常操作期間被應用?，F(xiàn)在將再一次參考圖5并且同時參考圖6的流程圖來描述RTC 220的那些與糾正分程序的初始化和階段相關的元件。在此描述的各種步驟由一個控制單元580來實現(xiàn)，可以以若干方式中的任何一種方式來具體化之。例如，它可以是一個硬線邏輯控制器?？商娲?，控制單元580可以是執(zhí)行適當?shù)某绦蛑噶罱M的一個可編程處理器。也可以考慮把本發(fā)明具體化在一種計算機可讀的存儲媒體中，在該計算機可讀的存儲媒體中已經(jīng)儲存了表示用于實現(xiàn)在此公開中所述各個步驟的程序指令的信號。計算機可讀的存儲媒體包括，但是不局限于磁存儲介質(zhì)，比如磁盤或磁帶；以及光存儲器媒體，比如小型磁盤(CD)只讀存儲器(ROM)設備。
每當電話被激活時就執(zhí)行糾正分程序的初始化階段。作為初始化的一部分(步驟601)，移動電話單位210的操作系統(tǒng)把CountAdjust值從存儲器245中復制到一個存儲器中，在本可仿效實施例中該存儲器是位于RTC 220中的易失性存儲器，比如寄存器550。這將確保即使先前已經(jīng)失去了RTC 220所有的電源(即，如果與晶體振蕩器225相關的功率備用電容器已經(jīng)完全放電)時RTC 220也使用正確的數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明，在RTC 220中提供一個計數(shù)器510，用于計數(shù)自從上一次糾正以來已經(jīng)出現(xiàn)的定時信號570的斷定數(shù)。通過比較器560把由計數(shù)器510輸出的數(shù)值與寄存器550中儲存的數(shù)值進行比較。當計數(shù)器510已經(jīng)達到與寄存器550中儲存的數(shù)值相同的數(shù)值(判斷模塊603出來的＂是＂路徑)時，來自比較器560中的輸出信號被斷定，從而使控制單元580把N值調(diào)整一個數(shù)量r(步驟605)。這在圖5中通過連接比較器560的輸出到第二分頻器530的輸入的那條線路被示意性地描述。正如前面所解釋的，按照這種方式調(diào)整N值引起定時信號570被延遲或者提前一個乘以了在第二分頻器530的輸入處被應用的信號590的周期的數(shù)量r。此調(diào)整目的是要補償32kHz晶體振蕩器225的誤差。
只期望對于定時信號570的每一CountAdjust斷定就執(zhí)行此糾正一次。因此，控制單元580監(jiān)視計數(shù)器510中的值直到它還被提前到數(shù)值CountAdjust+1為止(判斷模塊607)。當這種情況發(fā)生時，數(shù)值N被調(diào)整回到它的初始值(步驟609)，并且計數(shù)器510被復位(步驟611)。那么重復糾正過程，開始返回到步驟603。這樣，對于每一CountAdjust非調(diào)整斷定，定時信號570的連續(xù)斷定之間的周期就將被增減一個等于r/fin的數(shù)量一次。
調(diào)整了的RTC計時器的精確度取決于高頻時鐘(例如，一個13MHz時鐘)的精確度。在此公開的這種技術把固定誤差減小到低于1ppm(假設高精度時鐘的精確度超過1ppm)，結果幾乎無花費地使得移動站中的RTC的精確度更好。在此測試環(huán)境中不需要附加的設備。在生產(chǎn)中也不需要附加的時間。校準步驟可以與其它測試同時執(zhí)行并且這里不需要測試的外部控制。
雖然關于優(yōu)選實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是那些本領域技術人員應該承認本發(fā)明不局限于在此描述和說明的具體實施例。例如，雖然可仿效的實施例利用了兩個分頻器520和530，但是為了要把晶體振蕩器信號的頻率變換到定時信號570的期望頻率上，替換實施例可以利用更少(即，一個)或更多的分頻器。
因此，現(xiàn)在，不偏離本發(fā)明范圍的本質(zhì)，除在此示出并多變化描述的那些之外的各種實施例和修改、改進和等價配置將是顯而易見的，或者將通過前述的說明和附圖被適度地建議。
權利要求
1.一種產(chǎn)生實時時鐘信號的方法，該方法包括如下步驟產(chǎn)生一個高頻時鐘信號；從高頻時鐘信號中產(chǎn)生一個低頻時鐘信號；通過在低頻時鐘信號的每CountAdjust個斷定完時就把低頻時鐘信號的頻率調(diào)整一次來產(chǎn)生一個正確的低頻時鐘信號，其中，CountAdjust是一個大于一的整數(shù)；和提供正確的低頻時鐘信號作為實時時鐘信號。
2.如權利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生正確的低頻時鐘信號的步驟包括如下步驟計數(shù)低頻時鐘信號的斷定，從而產(chǎn)生一個當前計數(shù)值；把當前計數(shù)值與CountAdjust進行比較；和響應于當前計數(shù)值等于CountAdjust，調(diào)整低頻時鐘信號的頻率。
3.如權利要求2所述的方法，其中從高頻時鐘信號中產(chǎn)生低頻信號的步驟包括如下步驟對于高頻時鐘信號的每N個斷定使用一個分頻器來產(chǎn)生低頻時鐘信號的一個斷定，其中，N是一個大于一的整數(shù)；和調(diào)整低頻時鐘信號頻率的步驟包括把N調(diào)整一個數(shù)量r的步驟，其中r是一個幅值大于等于一的整數(shù)。
4.如權利要求3所述的方法，其中，包括如下步驟通過使用第二分頻器從一個較高的頻率時鐘信號中產(chǎn)生高頻時鐘信號從而對于此較高的頻率時鐘信號的每M個斷定產(chǎn)生高頻時鐘信號的一個斷定，其中M是一個大于一的整數(shù)。
5.如權利要求1所述的方法，還包括從晶體振蕩器產(chǎn)生的信號中得出高頻時鐘信號。
6.如權利要求1所述的方法，其中，包括如下步驟通過執(zhí)行一個校準過程來產(chǎn)生CountAdjust包括如下步驟計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器信號的斷定；同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；通過把測量計數(shù)值與一個預期計數(shù)值進行比較來產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
7.如權利要求6所述的方法，其中，把誤差計數(shù)值變換為CountAdjust的步驟包括如下計算步驟CountAdjust=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>其中N是一個整數(shù)，表示高頻時鐘信號與低頻時鐘信號的頻率之比；Tmeasured是被斷定預確定次數(shù)的第一振蕩器信號所需要的一個標稱時間間隔；r是一個整數(shù)值，它表示對于低頻時鐘的每CountAdjust個斷定，N將被調(diào)整r數(shù)值一次；fref是參考振蕩器信號的一個標稱頻率；和Countmeasured是測量計數(shù)值。
8.如權利要求1所述的方法，其中，低頻時鐘信號是一個1Hz信號。
9.如權利要求1所述的方法，還包括提供使用在移動終端中的實時時鐘信號的步驟。
10.一種確定使用在裝置中的數(shù)量CountAdjust的方法，其從高頻時鐘信號中產(chǎn)生低頻時鐘信號，并且通過低頻時鐘信號的每一CountAdjust斷定完就調(diào)整低頻時鐘信號頻率一次來產(chǎn)生一個正確的低頻時鐘信號，其中，CountAdjust是一個大于一的整數(shù)，該方法包括如下步驟計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器信號的斷定；同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；通過把測量計數(shù)值與一個預期計數(shù)值進行比較來產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
11.如權利要求10所述的方法，其中，把誤差計數(shù)值變換為CountAdjust的步驟包括如下計算步驟CountAdjust=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>其中N是一個整數(shù)，表示高頻時鐘信號與低頻時鐘信號的頻率之比；Tmeasured是被斷定預確定次數(shù)的第一振蕩器信號所需要的一個標稱時間間隔；r是一個整數(shù)值，它表示對于低頻時鐘的每CountAdjust個斷定，N將被調(diào)整r數(shù)值一次；fref是參考振蕩器信號的一個標稱頻率；和Countmeasured是測量計數(shù)值。
12.如權利要求10所述的方法，還包括把CountAdjust存儲在非易失性存儲器中用于在該裝置操作期間使用的步驟。
13.一種實時時鐘產(chǎn)生器，包括一個分頻器，用于從高頻時鐘信號中產(chǎn)生低頻時鐘信號；和裝置，用于通過在低頻時鐘信號的每CountAdjust個斷定完時就把低頻時鐘信號的頻率調(diào)整一次來產(chǎn)生一個正確的低頻時鐘信號，其中，CountAdjust是一個大于一的整數(shù)。
14.如權利要求13所述的實時時鐘產(chǎn)生器，其中用于產(chǎn)生正確的低頻時鐘信號的裝置包括一個計數(shù)器，用于計數(shù)低頻時鐘信號的斷定，從而產(chǎn)生一個當前計數(shù)值；一個比較器，用于把當前計數(shù)值與CountAdjust進行比較；和一個調(diào)整單元，用于響應于當前計數(shù)值等于CountAdjust，調(diào)整低頻時鐘信號的頻率。
15.如權利要求14所述的實時時鐘，其中從高頻時鐘信號中產(chǎn)生時鐘信號的裝置包括一個分頻器，該分頻器對于高頻時鐘信號的每N個斷定使用一個分頻器來產(chǎn)生低頻時鐘信號的一個斷定，其中，N是一個大于一的整數(shù)；和調(diào)整低頻時鐘信號頻率的調(diào)整單元包括一個調(diào)整單元，該調(diào)整單元把N調(diào)整一個數(shù)量r，其中r是一個幅值大于等于一的整數(shù)。
16.如權利要求15所述的實時時鐘產(chǎn)生器，還包括第二分頻器，其較高頻率時鐘信號的每M個斷定就產(chǎn)生高頻時鐘信號的一個斷定，其中M是一個大于一的整數(shù)。
17.如權利要求13所述的實時時鐘產(chǎn)生器，還包括一個晶體振蕩器，用于產(chǎn)生從中得出高頻時鐘信號的晶體振蕩器信號。
18.如權利要求13所述的實時時鐘產(chǎn)生器，還包括校準組件，用于產(chǎn)生CountAdjust，包括第一計數(shù)器，用于計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器信號的斷定；第二計數(shù)器，用于同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；裝置，用于確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；一個比較器，用于把測量計數(shù)值與預期計數(shù)值進行比較，從而產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和裝置，用于把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
19.如權利要求18所述的實時時鐘產(chǎn)生器，其中，把誤差計數(shù)值變換為CountAdjust的裝置包括如下計算裝置CountAdjust=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>其中N是一個整數(shù)，表示高頻時鐘信號與低頻時鐘信號的頻率之比；Tmeasured是被斷定預確定次數(shù)的第一振蕩器信號所需要的一個標稱時間間隔；r是一個整數(shù)值，它表示對于低頻時鐘的每CountAdjust個斷定，N將被調(diào)整r數(shù)值一次；fref是參考振蕩器信號的一個標稱頻率；和Countmeasured是測量計數(shù)值。
20.如權利要求13所述的實時時鐘產(chǎn)生器，其中，低頻時鐘信號是一個1Hz信號。
21.如權利要求13所述的實時時鐘產(chǎn)生器，還包括用于把實時時鐘信號提供給移動終端中的至少一個組件上的裝置。
22.一種用于確定使用在一個裝置中的數(shù)量CountAdjust的校準單元，該裝置從高頻時鐘信號中產(chǎn)生低頻時鐘信號，并且通過低頻時鐘信號的每一CountAdjust斷定完就調(diào)整低頻時鐘信號頻率一次來產(chǎn)生正確的低頻時鐘信號，其中，CountAdjust是一個大于一的整數(shù)，該校準單元包括第一計數(shù)器，用于計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器信號的斷定；第二計數(shù)器，用于同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；裝置，用于確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；一個比較器用于通過把該測量計數(shù)值與一個預期計數(shù)值相比較來產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和裝置，用于把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
23.如權利要求22所述的校準單元，其中，把誤差計數(shù)值變換為CountAdjust的裝置包括如下計算裝置CountAdjust=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>其中N是一個整數(shù)，表示高頻時鐘信號與低頻時鐘信號的頻率之比；Tmeasured是被斷定預確定次數(shù)的第一振蕩器信號所需要的一個標稱時間間隔；r是一個整數(shù)值，它表示對于低頻時鐘的每CountAdjust個斷定，N將被調(diào)整r數(shù)值一次；fref是參考振蕩器信號的一個標稱頻率；和Countmeasured是測量計數(shù)值。
24.如權利要求22所述的校準單元，還包括把CountAdjust存儲在非易失性存儲器中用于在該裝置操作期間使用的步驟。
25.一種用于使用在無線通信系統(tǒng)中的移動單元，該移動單元包括一個控制器，用于控制該移動單元中的組件；和一種實時時鐘產(chǎn)生器，包括一個分頻器，用于從高頻時鐘信號中產(chǎn)生低頻時鐘信號；和裝置，用于通過在低頻時鐘信號的每CountAdjust個斷定完時就把低頻時鐘信號的頻率調(diào)整一個預定義數(shù)量r一次來產(chǎn)生一個正確的低頻時鐘信號，其中，CountAdjust是一個大于一的整數(shù)。
26.如權利要求25所述的移動單元，其中用于產(chǎn)生正確的低頻時鐘信號的裝置包括一個計數(shù)器，用于計數(shù)低頻時鐘信號的斷定，從而產(chǎn)生一個當前計數(shù)值；一個比較器，用于把當前計數(shù)值與CountAdjust進行比較；和一個調(diào)整單元，用于響應于當前計數(shù)值等于CountAdjust，調(diào)整低頻時鐘信號的頻率。
27.如權利要求26所述的移動單元，其中從高頻時鐘信號中產(chǎn)生時鐘信號的裝置包括一個分頻器，該分頻器對于高頻時鐘信號的每N個斷定使用一個分頻器來產(chǎn)生低頻時鐘信號的一個斷定，其中，N是一個大于一的整數(shù)；和調(diào)整低頻時鐘信號頻率的調(diào)整單元包括一個調(diào)整單元，該調(diào)整單元把N調(diào)整一個數(shù)量r，其中r是一個幅值大于等于一的整數(shù)。
28.如權利要求27所述的移動單元，其中，實時時鐘產(chǎn)生器還包括第二分頻器，其較高頻率時鐘信號的每M個斷定就產(chǎn)生高頻時鐘信號的一個斷定，其中M是一個大于一的整數(shù)。
29.如權利要求25所述的移動單元，還包括一個晶體振蕩器，用于產(chǎn)生從中得出高頻時鐘信號的晶體振蕩器信號。
30.如權利要求25所述的移動單元，還包括校準組件，用于產(chǎn)生CountAdjust，包括第一計數(shù)器，用于計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器信號的斷定；第二計數(shù)器，用于同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；裝置，用于確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；一個比較器，用于把測量計數(shù)值與預期計數(shù)值進行比較，從而產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和裝置，用于把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
31.如權利要求30所述的移動單元，其中，把誤差計數(shù)值變換為CountAdjust的裝置包括如下計算裝置CountAdjust=r×fref×TmeasuredN×|Tmeasured×fref-Countmeasured|]]>其中N是一個整數(shù)，表示高頻時鐘信號與低頻時鐘信號的頻率之比；Tmeasured是被斷定預確定次數(shù)的第一振蕩器信號所需要的一個標稱時間間隔；r是一個整數(shù)值，它表示對于低頻時鐘的每CountAdjust個斷定，N將被調(diào)整r數(shù)值一次；fref是參考振蕩器信號的一個標稱頻率；和Countmeasured是測量計數(shù)值。
32.如權利要求25所述的移動單元，其中，低頻時鐘信號是一個1Hz信號。
33.如權利要求25所述的移動單元，還包括一個用于確定CountAdjust的校準單元。
34.如權利要求33所述的移動單元，其中，校準單元包括第一計數(shù)器，用于計數(shù)從中得出高頻時鐘信號的第一振蕩器信號的斷定；第二計數(shù)器，用于同時計數(shù)參考振蕩器信號的斷定；裝置，用于確定一個測量計數(shù)值，其表示對于預確定數(shù)目的第一振蕩器信號的斷定所出現(xiàn)的若干參考振蕩器信號的斷定；一個比較器，用于通過把該測量計數(shù)值與一個預期計數(shù)值相比較來產(chǎn)生一個誤差計數(shù)值；和裝置，用于把誤差計數(shù)值轉換為CountAdjust。
35.如權利要求34所述的移動終端，還包括一個參考時鐘產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生參考振蕩器信號。
36.如權利要求35所述的移動終端，其中，參考時鐘產(chǎn)生器與在該移動終端之之的一個更高精確度的時鐘同步。
37.如權利要求35所述的移動終端，還包括無線裝置，用于耦合參考時鐘產(chǎn)生器和此更高精確度的時鐘。
38.如權利要求35所述的移動終端，還包括一個有線連接，用于耦合參考時鐘產(chǎn)生器和此更高精確度的時鐘。
39.如權利要求34所述的移動終端，其中，由位于該移動終端外部的一個參考時鐘來提供該參考振蕩器信號。
全文摘要
適合用于無線通信系統(tǒng)中的移動單元中的實時時鐘,在生產(chǎn)期間被校準,并且在正常操作期間校正定時誤差。結果,實時時鐘的晶體振蕩器精確度經(jīng)濟而有效地增加。通過對于由一個調(diào)整值定義的每一時間間隔就定期地把實時時鐘的頻率調(diào)整一個固定數(shù)量一次來執(zhí)行頻率誤差校正。該調(diào)整值由在移動單元制造期間所執(zhí)行的一個校準程序來確定。
文檔編號H03L7/00GK1369067SQ00811461
公開日2002年9月11日 申請日期2000年6月8日 優(yōu)先權日1999年6月18日
發(fā)明者A·厄斯特舍, E·萊菲爾特 申請人:艾利森電話股份有限公司