[发明专利]使用跟踪振荡器电路的HS-CAN总线时钟恢复

说明书

技术领域

在此描述的技术领域总体上涉及振荡器电路，并且更具体地，涉及用于HS-CAN总线系统中的时钟和数据恢复的振荡器电路。

背景技术

振荡器电路产生重复的电子信号。振荡器电路被广泛用于数不胜数的应用。特别地，振荡器电路可以在恢复CAN(控制器局域网)总线时钟的电路中使用。CAN是一种多主广播串行总线标准，用于连接诸如传感器、致动器和其他控制器件之类的电子电路器件。

在CAN网络中，在数据传输期间不发送时钟。CAN节点监视CAN总线，并且处理与数据的发送和接收有关的位定时逻辑(BTL)。CAN节点使用振荡器电路来恢复CAN总线时钟和数据。

诸如HS-CAN(高速控制器局域网)之类的CAN总线的演进标准可能要求具有更高准确性(例如，4.5％)的CAN总线监视，并且可能还要提高总线的频率。例如，HS-CAN引入唤醒帧，用于将节点从低功率状态变为活跃状态。为了避免诸如错过从低功率状态转换到活跃状态的请求之类的错误，准确监视是必需的。此外，HS-CAN总线监视可以提高振荡器频率要求(例如，16MHz)。

为了实现准确监视，需要满足高准确性要求的传统电路可以对传入的串行数据进行过采样。继而可以针对数据转换位置而估计流，并且继而可以从过采样数据中提取有效数据位。在传统CAN控制器电路中BTL通常是已知的，以便利用比使用中的波特率高得多的频率来进行过采样。为了过采样，需要具有比CAN总线频率高得多的成倍频率的时钟。

为了实现高准确性，传统CAN节点可以包含高精度振荡器。这种高精度振荡器可以配置用于以充分高于CAN总线数据率的频率进行操作。高精度振荡器(例如，石英、陶瓷共振等)可能引入较高的成本。而且，为了对数据过采样而以较高频率操作振荡器电路通常已知是增加电流消耗需求的。较高的电流消耗通常被认为是关键性参数，特别是在实现选择性唤醒的HS-CAN收发器中。

发明内容

实施方式旨在提供一种低频跟踪振荡器，其准确地监视CAN总线，并且基于已接收CAN总线数据的至少一个状态转换来恢复总线的时钟频率和已接收CAN总线数据。该跟踪振荡器电路直接从与CAN总线数据以相同频率运行的内部振荡器导出采样时钟。跟踪振荡器电路为该采样时钟提供可编程占空比，以便生成CAN总线数据。

根据一个实施方式，提供一种用于恢复CAN总线的时钟频率的方法，该方法包括：接收数据信号，其中该数据信号包括至少一个状态转换；检测状态转换；以及调节振荡器电路生成的时钟信号的频率，其中该频率在检测到状态转换时被调节，并且调节频率是用于恢复CAN总线的时钟频率。

根据一个实施方式，该方法进一步包括：计算用于重置振荡器的重启时间，并且基于所计算的重启时间而生成同步信号，其中该同步信号配置用于在检测到状态转换时重启振荡器。

根据本发明的一个实施方式，该方法进一步包括：计算补偿时间以用于对振荡器电路的电容元件充电和放电，使得频率被调节并且振荡器电路的可操作频率被维持。

根据一个实施方式，该方法进一步包括：当检测到状态转换时，基于时钟信号的信号电平确定频率的增加和降低。

根据一个实施方式，该方法进一步包括：生成确定已接收数据信号的采样点的采样信号，其中该采样信号的占空比是可编程的，并且已接收数据信号的采样恢复该已接收数据信号的至少一个CAN位。

根据一个实施方式，状态转换是下降沿。

根据一个实施方式，一种跟踪振荡器电路配置用于恢复总线的时钟频率，该电路包括：沿检测器电路，用于检测已接收数据信号的状态转换；振荡器核心电路，配置用于生成第一频率的内部振荡器，其中该第一频率与已接收数据信号的第二频率同步。

根据一个实施方式，该振荡器核心电路包括：由同步信号的第一状态控制的第一组开关，以及由同步信号的第二状态控制的第二组开关，其中该振荡器在第一状态期间被重置，并且该振荡器在第二状态期间自由运行。

根据一个实施方式，同步信号由耦合至沿检测器电路的同步生成器电路生成。

根据一个实施方式，跟踪振荡器电路进一步包括：跟踪和计数器电路，用于调节内部振荡器的频率。

根据一个实施方式，跟踪振荡器电路进一步包括：采样电路，配置用于在可编程的采样点处对已接收数据信号进行采样。