[发明专利]一种初始化产生稳定片内时钟的系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是一种初始化产生稳定片内时钟的系统。

背景技术

一个稳定精确的时钟对电路系统的工作至关重要，传统技术一般采用外接有源/无源晶振来实现，这需要添加额外器件，增加了电路系统的成本与面积。传统技术还有采用通过对片内振荡器硬件/软件修调来实现比较精确的时钟，但需要昂贵的测试仪器与繁复的测试步骤，此外硬件修调还增加了工艺成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种初始化产生稳定片内时钟的系统，通过数字控制字修整了片内时钟在制造过程中产生的误差，芯片投入使用前仅需进行一次自动初始化操作，避免了复杂的测试环境与测试仪器的使用，大大简化了修调流程，降低了成本。

本发明的技术方案如下：

一种初始化产生稳定片内时钟的系统，其特征在于：包括设置有时钟自动锁定-配置集成电路IP的芯片、晶振时钟源、非易失存储器、发光二级管，所述时钟自动锁定-配置集成电路IP包括鉴相器、电荷泵、模数转换器、寄存器、数模转换器、电流/电压控制振荡器和频率锁定检测电路，所述晶振时钟源与鉴相器的一端输入连接，鉴相器的输出与电荷泵的输入连接，电荷泵的输出与模数转换器的输入连接，模数转换器的输出与寄存器的输入连接，寄存器还与数模转换器和非易失存储器连接，数模转换器的输出与电流/电压控制振荡器的输入连接，电流/电压控制振荡器的输出与鉴相器的另一端输入连接，整个电路形成回路，所述晶振时钟源与电流/电压控制振荡器的输出还与频率锁定检测电路连接，频率锁定检测电路的输出同时与非易失存储器、发光二极管连接。

所述时钟自动锁定-配置集成电路IP的信号流向如下：

晶振时钟源将晶振参考时钟输入信号输入鉴相器，同时回路中电流/电压控制振荡器将反馈时钟也作为一个输入信号输入鉴相器，鉴相器将表征两个输入时钟相位差异的信号输出至电荷泵；电荷泵先将所述表征两个输入时钟相位差异的信号转化为低频模拟电压，再将低频模拟电压输出至模数转换器；模数转换器将所述低频模拟电压按一定编码方式(根据使用者的约定形成的编码方式)转化为对应的数字信息，并将数字信息输出至寄存器；寄存器将所述数字信息存储后再输入至数模转换器，同时再将所述数字信息作为控制字输出至片外非易失性寄存器；然后数模转换器将数字信息还原为与电荷泵输出电压相同的模拟电压(模数-数模转化过程会引入一定误差，模数-数模精确度越高，误差越小)，数模转化器输出模拟电压至电流/电压控制振荡器；电流/电压控制振荡器输出频率与电流/电压成正比的时钟信号，然后将所述时钟信号作为反馈时钟至鉴相器，完成主信号回路；同时，晶振参考时钟与反馈时钟还将输入至频率锁定检测电路，得到频率锁定状态变量输出至片外。

所述系统通过外部开关控制开启和关断，系统的工作状态分为初始化状态和正常工作状态。

初始化状态时，打开开关，系统自动完成误差检测--＞反馈调制--＞修正控制字输出，并给出提示，初始化状态的具体过程如下：

开关打开后，本系统开始上电工作，晶振时钟源将参考时钟送至鉴相器，若初始状态反馈时钟相对参考时钟有相位差ΔΦ，鉴相器则会鉴别出ΔΦ，并将ΔΦ送入电荷泵，电荷泵将ΔΦ转化为对应的电压Va，通过模数转换器--＞数模转换器，将Va转换为模拟电压Vb或模拟电流Ib，通过模拟电压Vb或模拟电流Ib驱动电压/电流控制振荡器，电压/电流控制振荡器产生反馈时钟，由于负反馈机制使得Va向着减小相位差ΔΦ的方向移动，最后时钟自动锁定-配置集成电路IP通过锁相机制将反馈时钟锁定于参考时钟。

当反馈时钟锁定于参考时钟时，所述频率锁定检测电路检测出锁定状态，同时输出锁定状态逻辑变量，通过锁定状态逻辑变量的控制，片内的寄存器存储的模数-数模转换器过程内的中间数字信号被作为控制字读入片外的非易失性寄存器，同时点亮发光二级管给出初始化操作完成提示。整个初始化过程实际上是利用模数-数模转换器过程内的中间数字信号作为控制字，该控制字将片外的晶振时钟源的时钟复制为片内的电流/电压控制振荡器的时钟，该控制字由该系统自动产生。

所述正常工作状态的具体过程如下：