[发明专利]时钟频率调整电路及其时钟频率调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种时钟频率调整电路及其时钟频率调整方法，特别涉及一种自动调整USB装置中本地振荡器的时钟频率调整电路及其时钟频率调整方法。

背景技术

一个通用串行总线(USB)系统由USB主机(host)以及USB装置(device)通过USB接口(interface)连结所组成，其中USB主机与USB装置间的数据传输率须满足数据传输规范，例如于高速(high speed)装置中，数据传输率必须介于480MHz的±0.05％之间；全速(full speed)装置中，数据传输率必须介于12MHz的±0.25％之间；而于低速(low speed)装置中，数据传输率则必须介于1.5MHz的±1.5％之间。目前用以控制USB装置中本地振荡器(local oscillator)的时钟频率准确度以符合上述规范的一种方式，另外设置石英振荡器(crystal oscillator)以增加时钟频率的准确度。然而，使用石英振荡器的芯片中，必须增设1-2个引脚(PIN)用以连接石英振荡器，因而具有成本较高的问题。

一种公知振荡器锁频电路，如美国专利第6,297,705号所公开的《将振荡器锁定于数据流的电路(Circuit for Locking an Oscillator to a Data Stream)》，其利用计数器比较数字控制振荡器的输出频率以及USB装置的频率，并根据所述比较结果进行数字控制振荡器输出频率的粗调及微调，直到与USB装置的频率同步为止。然而，所述电路必须利用整个分组信号进行频率调整，因此需要较长的频率调整时间。

另一种公知适用于低速USB接口连接系统的调整振荡器的方法，如美国专利第7,127,628号专利所公开的《可自动调整振荡器的方法(Method for Automatically Regulating an Oscillator)》，所述方法包含：(a)于USB接口中提供压控振荡器用以对USB装置产生可控制振荡信号；(b)反馈所述可控制振荡信号至频率比较单元，其用以比较可控制振荡信号与USB接口中的Keep Alive Strobe(选通保持)信号；(c)将频率比较单元所输出的信号输入至频率调整单元，以根据所述频率比较单元所反馈的信号调整电压以改变可控制振荡信号的频率；(d)重复步骤(b)与(c)的动作，使可控制振荡信号与USB接口中的Keep Alive Strobe(选通保持)信号同步，由此快速达到USB接口与USB装置间的数据传输同步。然而此方法仅限定于低速USB接口的连接系统。

当USB装置连接至USB接口时，USB装置会收到USB差动信号，所述差动信号首先具有一个USB重置信号(reset)。在所述重置信号之后的每一个信息帧(frame)时间内，例如1毫秒(ms)，不论是否进行数据传输，USB装置均会持续收到KeepAlive(保持)信号(低速装置)或SOF(start of frame，开始帧)信号(全速装置)；高速装置则于每125微秒(μs)会收到SOF信号。本发明即利用此持续信号，还提出一种自动调整本地振荡器的时钟频率调整电路及其时钟频率调整方法，以有效降低成本、简化系统应用电路以及缩小电路板尺寸。

发明内容

本发明的目的在提供一种自动调整时钟频率的方法及时钟频率调整电路，其于USB装置的控制芯片内设置频率可调的时钟产生器，并根据USB接口的Keep Alive信号或SOF信号调整所述时钟产生器的时钟信号频率，以有效增加时钟频率的精确度。

本发明另一目的在提供一种自动调整时钟频率的方法及时钟频率调整电路，其仅需于USB装置的控制芯片内设置频率可调的时钟产生器，且不需使用石英震荡器，由此降低成本、简化系统应用电路以及缩小电路板尺寸。

本发明另一目的在提供一种时钟频率调整电路及其时钟频率调整方法，其于USB装置的控制芯片内设置时钟频率可调的时钟产生器，并根据USB主机输出的数据流中SOF信号或EOP信号与USB装置的本地信号间的相位差调整所述时钟产生器的所述时钟频率，以有效增加所述时钟频率的精确度。

本发明另一目的在提供一种同时适用于低速、全速及高速USB接口的时钟频率调整电路及其时钟频率调整方法。