[发明专利]一种SOC内置高精度RC振荡器的校准系统

摘要

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及超大规模集成电路(VLSI)领域的设计方法。一种易于实现的SOC内置高精度RC Oscillator的校准系统，其特征在于：包括片外基准，以及通过复用IO连接的集成电路，所述的集成电路包括片内时钟校准逻辑，片内时钟校准逻辑与复用IO连接，所述的片内时钟校准逻辑与片内RC振荡电路连接，片内RC振荡电路连接有复用输出端，所述片内RC振荡电路和复用输出端之间反馈信号给片内时钟校准逻辑，所述的片内时钟校准逻辑还连接有片内FLASH。本发明提出一种易于实现的、高效的、低成本的、可靠的方法，实现高精度的Oscillator的校准。

主权项

1.一种SOC内置高精度RC振荡器的校准系统，其特征在于：包括片外基准，以及通过复用IO连接的集成电路，所述的集成电路包括片内时钟校准逻辑单元，片内时钟校准逻辑单元与复用IO连接，所述的片内时钟校准逻辑单元与片内RC振荡电路连接，片内RC振荡电路连接有复用输出端，所述片内RC振荡电路和复用输出端之间反馈信号给片内时钟校准逻辑单元，所述的片内时钟校准逻辑单元还连接有片内FLASH；所述的片内RC振荡电路设置有与可微调电阻连接的第一接口；所述的片内RC振荡电路输出的信号作为片内时钟校准逻辑单元的时钟信号；所述校准系统的校准方法，包括以下步骤：a01：片内时钟校准逻辑单元从片内FLASH中导出校准信息到片内时钟校准逻辑单元；a02：判断导出的数据，如果为FFH，表明导出的信息无效；因为擦除后的CMOSflashmacro，所有空间都为FFH，读出FFH表明此空间没有存储过信息，校准字节也不允许为FFH；如果判断数据为FFH则转入a03，否则转入a12，将此数据导入到adj_byte；a03：已经进入校准阶段，IC内部等待外部基准信号的到来；a04：等待人工指令启动外部基准，如果没有指令则返回a03，否则到a05；a05：IC内部计数器启动，用clk_out来计数低电平的宽度；片外基准PC以固定的波特率发送00H字节，因此，能够收到9bit宽度的低电平；a06：通过比较即时计数值与目标值，来判断自校准是否完成；如果完成则以同样的波特率反馈成功字节AAH；如果没有完成则到a10，a10先判断是否已经到达扫描边界；如果没有到达边界，则到a11，a11反馈失败字节55H后，进入到a05，循环校准；如果到达边界，则直接到达a07反馈成功字节AAH；外部基准PC在判断接收的数据时，由于时钟没有校准，因此即时计数值与目标值的波特率不同，接收的失败字节不是55H；a07反馈成功字节AAH的时候，如果外部基准PC收到不是AAH，也说明没有成功；外部基准PC没有收到AAH视为没有校准完、或者没校准成功；a08：此处，校准已经成功完成，进入记录校准字节的阶段，我们将此时adj_byte信息写入FLASH中；a09：写入完成，退出操作，校准结束；所述校准系统的片内时钟校准逻辑单元的校准方法：复用IO传递给片内时钟校准逻辑单元的信号通道为RX,称为片内RX，片内时钟校准逻辑单元向复用IO传递信号的通道为TX，称为片内TX；包括以下步骤：s01：片内时钟校准逻辑单元从片内FLASH中导出校准信息到片内时钟校准逻辑单元；s02：判断导出的数据，如果为FFH，表明导出的信息无效，因为擦除后的CMOSflashmacro，所有空间都为FFH，读出FFH表明此空间没有存储过信息，校准字节也不允许为FFH；如果判断数据为FFH则转入s03，否则转入s28；s03：将adj_byte设置为中间值80H，并进入standby模式，等待基准信号；s04：判断片内RX是否有下降沿到来，Uart的空闲状态下是高电平，一旦有下降沿到来，表示有信息进入IC；s05：启动计数器，用clk_out计数低电平信号的宽度，片外基准PC以固定的波特率发送00H字节，因此，能够收到9bit宽度的低电平；s06：判断片内RX是否有上升沿到来，上升沿到来表示一个字节传递结束，记录此时计数器的值，与目标值进行对比，如果小于目标值表明内部频率偏小，则到s07，否则到s15；s07：将adj_byte设置为最小值00H，即clk_out此时输出最大频率；s08：通过片内TX，返回错误字节55H；s09：将计数器清零，并进入standby模式，等待片内RX下一次下降沿到来；s10：启动计数器，用更新后的clk_out重新计数低电平信号的宽度；s11：判断clk_out是否调整为最大频率，如果不是则到s12，否则到s13；s12：在最大频率大于目标频率的前提下，进入顺序微调频率的过程，在顺序调整过程中，adj_byte等于00H的条件下，必然有记录宽度大于目标值的情况，因此，顺序增加adj_byte就能使clk_out逐渐逼近目标，监测片内RX上升沿到来时，记录计数器的值，一旦出现记录值小于目标值，则跳出到s23；否则转到s14，经过s14的微调后，再返回s08；s13：在adj_byte等于00H的条件下，判断内部最大频率是否大于目标，如果大于则具备调整的条件，从而进入s14来顺序微调，否则不具备调整的条件，直接跳出到s23；s14：逐次递增微调的过程；s15：将adj_byte设置为最小值FFH，即clk_out此时输出最小频率；s16：通过片内TX，返回错误字节55H；s17：将计数器清零，并进入standby模式，等待片内RX下一次下降沿到来；s18：启动计数器，用更新后的clk_out重新计数低电平信号的宽度；s19：判断clk_out是否调整为最小频率，如果不是则到s20，否则到s21；s20：在最小频率小于目标频率的前提下，进入顺序微调频率的过程，在顺序调整过程中，adj_byte等于FFH的条件下，必然有记录宽度小于目标值的情况，因此，顺序减小adj_byte就能使clk_out逐渐逼近目标，监测片内RX上升沿到来时，记录计数器的值，一旦出现记录值大于目标值，则跳出到s23；否则转到s22，经过s22的微调后，再返回s16；s21：在adj_byte等于FFH的条件下，判断内部最小频率是否小于目标，如果小于则具备调整的条件，从而进入s22来顺序微调，否则不具备调整的条件，直接跳出到s23；s22：逐次递减微调的过程；s23：校准成功，立即返回AAH，因为时钟已经达到目标，上位机能够收到此信息，不具备调整空间的情况也转到此步骤，需要时间，才能使外部基准意识到内部发生了越界的情况；s24：接收新命令；s25：判断是否为写命令；s26：内部收到异常命令，则直接将命令返回，说明校准发生了错误，或者内部发生了越界，不具备校准的条件；s27：校准成功，结束；s28：将导出的有效校准信息加载到adj_byte。