[发明专利]通过I2C总线接口协调多个具有独立振荡器的设备的振荡器预分频校准

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于协调工业标准内置集成电路(I²C)总线应用中的从设备上的独立振荡器的方法和设备，并且更具体地是使用I ²C总线命令和信号来确定单独设备的振荡器频率，以便计算合适的振荡器预分频因子，并且将新的预分频因子写回所述设备中。

背景技术

目前LED设备被广泛地用于取代车辆转弯指示灯和尾灯、广告标志、手机等中的传统灯。有时许多单独的LED设备用于取代需要闪烁、变暗或者通-断操作的应用中的单个白炽灯。这项工作往往落在由I²C总线上的信号控制的LED驱动器上。常规设备的一个示例是NXP PCA963x系列闪光信号灯(blinkers)。

在常规的LED闪烁应用中，让所有LED在同一瞬间一起变暗或者闪烁的通-断一直是棘手的。许多I²C设备包括它们自己的振荡器，其后有用于计时功能的固定预分频器和可编程分频器。板载振荡器可以通过消除从主设备到从设备需要明确地命令每一个通-断操作来减少I²C总线上的通信量。典型的现有技术设备具有具有±30％的频率变化的25MHz振荡器，其后有默认为1024分频(divide-by-1024)的可编程预分频器以及固定的二分频和固定的512分频的分频器。在1024的默认预分频因子下，闪烁频率因而是23.84Hz。所述输出用于控制何时将LED实际闪烁接通或关断。

然而，因为典型的板载振荡器是低成本、低功率和未校准的，所以它们可以达到±40％的宽器件到器件(device-to-device)频率变化。所述器件到器件频率变化难于控制，因为它们源自工艺、工作电压和温度差。因此，在相同I²C设备的并行应用中，可能对于第一设备具有运行在25.00MHz的振荡器，第二设备在32.50MHz，而第三设备在17.50MHz。因此，向多个LED发送相同I²C命令去1024预分频每一个设备可能导致闪烁频率分别为23.84Hz、31.00Hz和16.69Hz。这些差异可能会发生问题，这对于正在观看受控LED的用户是非常明显的。常规I²C设备不允许作为结果的输出频率被读回、校验或者校准。

在典型应用中，对于示例中的闪烁速率的方程可以是(N+1)/BlinkFrequency，其中N是编程到控制计时器的闪烁速率寄存器中的因子。如果用户想要3个LED在1.00Hz的速率下一起闪烁，则理想的闪烁频率可能是24.00Hz，而在预分频之前的理想振荡器频率可能是25.16582MHz(24Hz×512×2×1024)。因此，N需要为“23”，并且使用I 2C命令应该能够将该因子正常地加载到闪烁速率寄存器中。但是由于板载振荡器频率中的变化，对于示例中3个设备的实际闪烁速率可能是(23+1)/23.84Hz＝1.0067秒，(23+1)/31.00Hz＝0.7742秒和(23+1)/16.69Hz＝1.4380秒。这样的差异对于人眼应该是非常明显大的。

一种解决方案可能是消除独立的板载振荡器并且用一个外部系统时钟对所有I²C设备进行计时，但是可能需要在每一个设备上设置额外的引脚。给设备增加引脚需要更大更复杂的封装，并且会使每一个设备生产更昂贵。所需要的是无需给标准设备增加更多引脚的解决方案。

发明内容

在一个实施例中，标准I²C命令和信号用于设定单独I²C设备的振荡器频率，以便计算新的预分频因子并且将必要的预分频因子写回所述设备中。

描述了用于通过I²C总线对多个具有独立振荡器的设备的请求式预分频校准的系统、设备、协议和方法。新的I²C通用调用命令MEASURE PULSE和RESET PRESCALE意欲能够从多个从设备的振荡器中获得测量，并且对于主设备计算和加载用在相对应从设备的振荡器预分频器中的合适的预分频因子。在一个实施例中，从设备独立地控制需要一致闪烁或者变暗的单独LED。还描述了所述系统和方法的其他实施例。

从下面的结合附图的以示例的形式阐述本发明原理的以下详细描述可以理解本发明的其他方面和优势。

附图说明

图1阐述了I²C系统的一个实施例，其中主设备和许多从设备能够发布(issue)和响应新的I²C通用调用命令MEASURE PULSE和RESET PRESCALE。