[发明专利]通信单元和用于时钟分布与同步的方法

说明书

描述一种通信单元(300)，其包括多个级联装置，所述多个级联装置包括以主从布置配置的至少一个主装置和至少一个从属装置。所述至少一个主装置包括调制器电路(362)，其被配置成：接收系统时钟信号和帧起始信号；通过所述帧起始信号调制所述系统时钟信号以产生经调制主从时钟信号(384)；且将所述经调制主从时钟信号(384)发射到所述至少一个从属装置。所述至少一个从属装置包括解调器电路(364)，其被配置成：接收并解调所述经调制主从时钟信号(384)；且由此重新形成所述系统时钟信号(388，385)和所述帧起始信号(390，386)。

技术领域

技术领域涉及包括分布式主从布置的通信单元，例如雷达单元，和用于时钟分布和同步的方法。本发明适用于但不限于雷达单元，比如汽车应用，和其对应的方法。

背景技术

对用于车辆的主动安全系统的需求日益增加。主动安全系统每车需要多个雷达传感器，每个雷达传感器通常利用特定雷达技术工作。在汽车应用中，主要使用多个集成电路(IC)，有时被称作‘芯片’来构建雷达传感器。当前趋势为使用射频(RF)互补型金属氧化物半导体(CMOS)处理技术解决方案提供片上雷达系统(SoC)以便降低成本和功耗。

频率经调制连续波(Frequency-modulated continuous wave，FMCW)雷达传感器发射调频信号，且雷达接收器基本上同时接收到其回波。所接收到的回波接着与发射信号混合且产生具有以下频率的低频信号：

在混合器的输出处的所谓的差频(Fb)。通过分析差频，可提取范围参数(即，距目标的距离)。

商用汽车雷达传感器通常包括多个接收器和发射器(其组合被称作收发器(TRx))。微控制器(MCU)执行收发器电路的数字控制和数字化数据的数字信号处理(例如快速傅里叶变换(FFT)和数字信号处理)以便将经处理雷达数据输出到车辆的MCU。

用于高度自动式或全自主式驾驶的下一代高性能雷达解决方案将需要在方位角和高度两者上遵守严格的雷达角分辨率要求。角分辨率直接与接收器天线的雷达系统数目和其相对于彼此的位置相关。当前整体式雷达收发器IC通常经约束以包含仅数个收发器信道，由于将较多收发器信道集成于同一芯片上的复杂度和成本和热耗散问题基本上随着所包括的IC的数目而增加。

为了实现方位角和高度的角分辨率的提高，可使用具有一主装置和若干从属装置的多芯片组解决方案，如图1中所示出。在此图解说明中，已知雷达单元级联两个雷达收发器芯片。雷达收发器芯片中的一个经定义为主装置110，其包含联接到发射天线112的第一组发射器电路和经联接以接收天线114的第一组接收器电路。主装置110(或IC)将多个信号130提供到一个或多个从属装置120。以此方式，相干地级联主装置和若干从属装置以增大发射和接收信道的数目，由此使得能够提高传感器准确度，从而改进角分辨率。

每个主装置110和从属装置120内嵌若干接收器和发射器信道，且微控制器单元(MCU)用于组合从所有接收器接收到的所有数据，以及控制和编程主装置110和从属装置120。主装置110被布置成通过印刷电路板(PCB)100上的传输线将芯片外本地振荡器(LO)信号140分配到其它雷达芯片(在此状况下，另一个收发器芯片充当从属装置120)。LO信号140用于不同发射器和接收器，且通常经星形引导(即，经由相等长度路径引导)到每个装置以保证相同延迟和所有装置(有时为单独IC)之间的确切相位相干性。从属装置120(和其它(多个)从属装置123)包含联接到发射天线122的第二组发射器电路和经联接以接收天线124的第二组接收器电路。