[发明专利]具有停机方式的时钟发生器和时钟发生方法

说明书

本发明涉及时钟驱动的电子系统，尤其涉及用于减少时钟驱动电子系统的功耗的电路。

将功耗降至最少是许多电路设计的一个重要目标。要求降低功耗通常有许多原因，对于电池供电的电路来说，原因之一是要延长电池的寿命。在电池供电的电路中，电子器件功耗的减少通常可望延长为电路供电的电池的寿命。延长的电池寿命在许多应用中是有益的。例如，对于无绳电话的由电池供电的电路，延长后的电池寿命可允许有较长的闲置时间，即各次使用之间的时间间隔。

众所周知，在电力领域中，通过采用一系列不同的供电方式，其中某些方式允许系统中的一些功能块停用，一个由众多功能块构成的电子系统的功耗就可得到控制。欧洲专利EP 0229692中公开了这样一种装置和方法。这些供电方式可以包括所有功能块都在运行的全运行方式，仅有最低限定的操作所必需的功能块被启动的部分运行方式，和除了辨识将迫使系统回到运行方式的关键事件所需要的功能块之外余者皆停用的停电方式。在停电方式下消耗功率最少。

在电子系统中保存电力的一种已知方法，是在将电子系统中决定功能块时序的内部时钟信号禁止期间实行停电方式。熟悉本技术领域的人员还知道一种方法，是在停电方式下，停用产生内部时钟信号的振荡器或时钟发生电路。时钟信号失效后，功能块就被停用，功率减至最少。

停电方式的进入可置于软件控制之下。软件程序对停电方式的选择使得系统控制器能对某一预定数量的系统时钟周期开始作内部的向下计数，在计数完后，振荡器或时钟发生电路被停用。微处理器可利用这一向下计数的时间在时钟停止之前为停电方式作好准备。通常通过启动一内部计数器来完成向下计数。例如，可由一8位计数器执行256个时钟周期的向下计数。在向下计数过程中如果发生中断，向下计数即被取消。

通过建立各种状态，例如进行硬件复位和其它类型的中断，可从停电方式退出。

尽管停电方式是保存电力的有效手段，EP 0229692所揭示的现有技术有很多缺点和不足。缺陷之一是，为提供从提出进入停电方式的请求到停用振荡器之间的延迟而采用的计数器会引起成本增加。

利用停电方式保存电力的另一个缺陷是，当振荡器开始启动时所产生的不稳定的时钟脉冲可能引起出错。

此外，由于停电方式的进入可由软件控制，因而以前也遇到过这样的问题，即，因软件错误或噪声导致装置偶然地进入停电方式，结果使大多数功能块意外地停用。

与采用停电方式有关的另一个问题是，装置可能过早地进入停电方式，导致没有足够的时间来完成必需的内务操作。这种过早的进入可能是由一个不同的软件程序先前发出的进入停电方式的请求所引起的。

所遇到的再一个问题是进入停电方式的装置可能不具备任何退出停电方式并返回运行方式的手段。例如，在进入停电方式之前，若程序未能对使处理器退出停电方式的中断信号开放中断，就会存在这种可能性。    

本发明提供一种时钟发生器，它能置于停机方式下，在该方式下时钟发生器不产生任何时钟信号，从而克服了已有技术的不足和缺陷。本发明响应进入停机方式的请求而禁止时钟脉冲输出，并且响应退出停机方式的请求而恢复时钟脉冲输出，从而可用于降低功耗。在停机方式下停用振荡器，而在运行方式下启动振荡器，也可以减少功耗。

时钟发生器包括用于接收停机请求信号的结构，用于响应停机请求信号而将时钟发生器置位于停机方式下的结构、用于将上述置位结构的动作在接收结构接收到停机请求信号之后延迟某一预定的最小时间的结构。在本发明的实施例中，延迟结构可包括延迟进入停机的定时器，它在经过预定的最小时间之后产生一个停止振荡信号，而置位结构可包括一个振荡器，它在确证有振荡停止信号后停止振荡。停机延迟进入定时器可以由脉冲驱动。预定的最小时间可以由两个脉冲之间的时间值限定。这些脉冲可从一个不变的时钟信号源产生。

在本发明的某些实施例中，时钟发生器可以包括用于发生至少一个时钟信号输出的结构、用于在接收到停止驱动信号后停止该发生结构的结构、用于接收停机请求信号的结构、和用于确证所接收到的停机请求信号符合预定的规约要求的结构。该用于确证的结构可以包括至少两个寄存器，在确定所接收到的停机请求信号符合预定的规约要求时产生停止驱动信号；该信号由停止结构接收。在本发明的一些实施例中，确证结构还可包括能够检测出对至少两个的寄存器作写入访问的联锁机构。至少两个的寄存器中可以有一个是伪寄存器。联锁机构可以防止对至少两个的寄存器中的一个作写入访问，除非预定的规约要求得到满足。预定的规约要求可以是在预定的次序下对至少两个的寄存器写入预定的次数。