[发明专利]应用于USB设备的动态时钟频率校准方法

权利要求书

1.一种应用于USB设备的动态时钟频率校准方法，其特征包括以下步骤：

步骤1，主机通过数据发送器向USB1.1/USB2.0设备发送信息，USB1.1/ USB2.0设备中的数据接收器对主机发送来的信息进行解析；

步骤2，内部时钟产生电路产生时钟，包括：

USB1.1/USB2.0设备的内部时钟产生电路由内部振荡器和锁相环构成，内部振荡器产生参考时钟源，锁相环将内部振荡器的时钟频率倍频至系统需要的时钟频率；

步骤3，基准时间长度的获得，包括

USB1.1/USB2.0设备的内部时钟产生电路产生可用于数据恢复的时钟，数据接收器基于该时钟恢复出主机发送来的信息；

主机发送来的信息中包括可以用作基准时钟的SOF令牌信息，准确判断SOF令牌信息，产生基准时间长度；

步骤4，动态频率校准。

2.根据权利要求1所述的应用于USB设备的动态时钟频率校准方法，其特征在于：所述的步骤2中的内部时钟产生电路包括以下内容：

内部振荡器可以设计为RC振荡器/LC振荡器或环形振荡器形式，内部振荡器根据其各自不同的振荡频率，做相应的前置分频后送入锁相环，作为锁相环的输入时钟；

锁相环的环路分频数包括整数分频数和分数分频数；对于USB1.1设备，锁相环的环路分频数可仅由整数分频数构成；对于USB2.0设备，设计分数分频数≥3。

3.根据权利要求1所述的应用于USB设备的动态时钟频率校准方法，其特征在于：所述的锁相环的分频器由多位寄存器控制使分频数在一定的范围内可配置从而实现系统频率的动态调整。

4.根据权利要求1所述的应用于USB设备的动态时钟频率校准方法，其特征在于：所述的步骤3中，USB1.1/USB2.0设备中的数据接收器通过解析SOF令牌得到基准时间长度，其具体步骤包括：

对于USB1.1设备和USB2.0设备，在全速模式下进行数据收发时，主机每隔1ms发送一次SOF令牌包，而USB1.1设备中的数据接收器以内部时钟产生电路的输出时钟作为采样时钟，利用高倍过采样的方式判断出SOF令牌关键字，进而获得基准时间长度；

对于USB2.0设备，在高速模式下进行数据收发时，主机每隔125us发送一次SOF令牌包，而USB2.0设备中的数据接收器以锁相环的输出时钟作为采样时钟，利用多相位采样的方式进行高速数据接收，判断出高速SOF令牌的关键字及标志，进而获得基准时间长度。

5.根据权利要求1所述的应用于USB设备的动态时钟频率校准方法，其特征在于：所述的步骤4中包括以下具体步骤，

步骤4-1，在基准时间长度内对产生的系统时钟进行计数；

步骤4-2，通过计数得到若干周期内的计数值；另一方面，系统时钟的频率为理想设计值，此时的计数值为理想值；

步骤4-3，利用步骤4-2中得到的计数值与理想值比较计算出相对于理想时钟的频率偏移量，通过简易地算法将频率偏移量转化为锁相环中环路分频系数的增减量；

步骤4-4，步骤4-3中锁相环环路分频系数的增减使锁相环的输出时钟频率发生变化，并逐渐稳定为USB1.1/USB2.0设备所需精度要求的时钟。