專利名稱：一種gps接收機(jī)中高精度的rtc電路的校準(zhǔn)方法及其模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)星定位接收技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種GPS全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的實(shí)時(shí)時(shí) 間校準(zhǔn)RTC的校準(zhǔn)技術(shù)，尤其涉及一種GPS接收機(jī)中高精度的RTC電路的校準(zhǔn)方法及其模 塊。
背景技術(shù)：
GPS要能準(zhǔn)確的定位，需要本地接收機(jī)提供精確的實(shí)時(shí)時(shí)間。通過GPS接收機(jī)和每 個(gè)衛(wèi)星之間的信號傳輸時(shí)間來確定偽距的測量值，從而確定衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置。時(shí)鐘的準(zhǔn)確 性直接影響到定位的準(zhǔn)確性，時(shí)鐘的精度是接收機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。GPS系統(tǒng)要求其提 供精確的時(shí)間，但是由于基于晶體振蕩器的RTC本身存在的誤差因素，以及隨著晶體振蕩 器使用時(shí)間的增長導(dǎo)致精度誤差增大的原因，會(huì)導(dǎo)致RTC提供的時(shí)間不準(zhǔn)確，因而對RTC要 定時(shí)進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，提高RTC提供時(shí)間的準(zhǔn)確度和精度。目前，已有多種方法對GPS接收機(jī)中的RTC時(shí)鐘時(shí)間進(jìn)行精度的調(diào)整，SIRF技術(shù)公 司提出的用于低功率運(yùn)行期間全球定位系統(tǒng)信號獲取的校準(zhǔn)RTC，只考慮晶體振蕩器RTC 對溫度的敏感性，使用由低功率時(shí)間保持電路提供的對實(shí)際工作溫度校正的時(shí)間和來自該 GPS時(shí)鐘溫度/頻率表格的數(shù)據(jù)，來重新校準(zhǔn)來自GPS接收機(jī)中晶體振蕩器的時(shí)鐘時(shí)間，這 種基于RTC溫度敏感性的時(shí)鐘時(shí)間校正存在較大的局限性缺陷。已有技術(shù)公開的一項(xiàng)申請?zhí)枮?00610113980. 1，名稱為“實(shí)時(shí)時(shí)鐘的校準(zhǔn)電路”的 發(fā)明專利，通過硬件電路來計(jì)算RTC的校準(zhǔn)參數(shù)。這種基于實(shí)時(shí)時(shí)鐘的校準(zhǔn)電路的校準(zhǔn)方 法，雖然避免了對系統(tǒng)處理器的觸發(fā)，但是它存在明顯的缺陷①增加了 RTC的電路結(jié)構(gòu)； ②同時(shí)要增加芯片面積和功耗；③由于RTC采用獨(dú)立的電源，該方法會(huì)減少電源的工作時(shí) 間。還有許多方法中都是采用系統(tǒng)時(shí)鐘來測量RTC信號周期，然而，系統(tǒng)時(shí)鐘本身也 存在精度的問題，雖然此種方法對提高RTC的實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度有一定的作用，但該方法不僅 增加了觸發(fā)系統(tǒng)的次數(shù)，而且提高RTC的實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度的效果欠佳。綜上所述，幾項(xiàng)已有技術(shù)存在時(shí)鐘時(shí)間校正的局限性較大，生產(chǎn)成本增加，RTC電 路的芯片面積和功耗加大以及增加對系統(tǒng)處理器的觸發(fā)次數(shù)，提高RTC的實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度的 效果欠佳等諸方面的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)中存在的時(shí)鐘時(shí)間校正的局限性較大，產(chǎn)品成 本較高，RTC電路的芯片面積和功耗加大以及增加對系統(tǒng)處理器的觸發(fā)次數(shù)，提高RTC的實(shí) 時(shí)時(shí)鐘精度的效果欠佳等諸方面的缺陷，提出一種通過外部處理器計(jì)算RTC校準(zhǔn)參數(shù)的、 GPS接收機(jī)中高精度的RTC電路的校準(zhǔn)方法，并公開一種采用該方法的校準(zhǔn)模塊。本發(fā)明的 目的是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種GPS接收機(jī)中高精度的RTC電路的校準(zhǔn)方法，包括以下步驟
(1)設(shè)置一個(gè)GPS接收機(jī)中高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路RTC的校準(zhǔn)模塊；該校準(zhǔn)模塊采用GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號對歷元作高精度測量，并對RTC的周期作精確調(diào)整；(2)在校準(zhǔn)模塊之外設(shè)置一個(gè)外部處理器，由外部處理器設(shè)定一個(gè)不為0的初始 值Nti。，Ntic為測量歷元部分計(jì)算tic周期個(gè)數(shù)之減計(jì)數(shù)器的初始值；(3)設(shè)定包括Nti。個(gè)測量歷元周期Tti。的時(shí)間為一個(gè)計(jì)數(shù)周期時(shí)間；(4)在校準(zhǔn)模塊中設(shè)置一個(gè)減計(jì)數(shù)器，用減計(jì)數(shù)器計(jì)算tic脈沖信號周期的個(gè)數(shù)， 減計(jì)數(shù)器從初始值Nti。開始減1，直到減到0為止，共計(jì)算有Nti。個(gè)tic脈沖信號周期；若取 使能信號高電平有效，取elk時(shí)鐘和tic脈沖信號的上升沿，則使能信號初始值為低電平， 在校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿同時(shí)檢測減計(jì)數(shù)器的值和tic脈沖信號的上升沿，當(dāng)檢測到tic 脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為Nti。的時(shí)候，使能信號拉高。當(dāng)檢測到tic脈沖信 號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值不為0的時(shí)候，使能信號保持有效；當(dāng)檢測到tic脈沖信號 的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)，使能信號拉低，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)周期的使能控制信號， 該使能控制信號有效時(shí)間為Nti。個(gè)tic脈沖信號周期，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值保持為零；當(dāng)需要 重新計(jì)算較準(zhǔn)參數(shù)時(shí)，外部處理器重新給減計(jì)數(shù)器賦值Nti。；(5)在校準(zhǔn)模塊中設(shè)置一個(gè)加計(jì)數(shù)器，用(4)中的一個(gè)計(jì)數(shù)周期的使能控制信號 控制加計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，精確計(jì)算在一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)RTC時(shí)鐘信號周期的個(gè)數(shù)；(6)外部處理器計(jì)算a. RTC時(shí)鐘信號的實(shí)際頻率f按公式⑴計(jì)算<formula>formula see original document page 6</formula>b.經(jīng)過Nrclk個(gè)RTC時(shí)鐘周期后，所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)χ <formula>formula see original document page 6</formula>式中為RTC時(shí)鐘的理想頻率，為32768Hz，A值為一次RTC時(shí)鐘校準(zhǔn)時(shí)間間隔 值即一個(gè)校準(zhǔn)周期，在RTC核中已設(shè)定；χ為計(jì)算中取整的數(shù)值，計(jì)算中的小數(shù)采取四舍五 入；(7)外部處理器將需要補(bǔ)償?shù)暮撩氪螖?shù)以及一校準(zhǔn)使能位送回到校準(zhǔn)模塊，存放 于校準(zhǔn)參數(shù)寄存器中；(8) RTC核將需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)χ轉(zhuǎn)換成需要補(bǔ)償?shù)念A(yù)分頻值和需要 補(bǔ)償?shù)暮撩氲拇螖?shù)；(9)根據(jù)實(shí)際需要或人工置位，送入RTC核的校準(zhǔn)使能位有效時(shí)，每到一個(gè)RTC時(shí) 鐘校準(zhǔn)時(shí)間間隔A，RTC核就根據(jù)校準(zhǔn)參數(shù)寄存器中的校準(zhǔn)參數(shù)，進(jìn)行一次RTC時(shí)鐘的精度 調(diào)整；如果該校準(zhǔn)使能位無效，則不進(jìn)行RTC時(shí)鐘的精度調(diào)整。所述方法構(gòu)成的GPS接收機(jī)中高精度RTC電路的校準(zhǔn)模塊，其校準(zhǔn)模塊包括依次 連接的測量歷元部分、測量電路部分和RTC核；RTC核由依次連接的自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分以及 RTC計(jì)時(shí)部分組成；RTC核的自動(dòng)校準(zhǔn)部分與測量電路部分相連；測量電路部分通過總線與 外部處理器相連接；測量歷元部分與GPS接收機(jī)tic脈沖信號源相連接；RTC核的校準(zhǔn)參數(shù) 由外部處理器來完成計(jì)算，因而能大量減少RTC核的計(jì)算量，使RTC核芯片的面積和功耗得 以有效減少，在獨(dú)立電源供電時(shí)，能工作更長的時(shí)間。
所述的校準(zhǔn)模塊，其測量歷元部分的參考信號輸入端連接GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號輸出端，測量歷元部分以GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號為參考信號作RTC測量；tic 脈沖信號是經(jīng)過精度調(diào)整的信號，tic脈沖信號的精度高于系統(tǒng)時(shí)鐘的精度，測量歷元部分 用它對RTC進(jìn)行測量，能獲得更精確的RTC時(shí)鐘精度校準(zhǔn)。所述的校準(zhǔn)模塊，其測量電路部分包括一個(gè)tic脈沖信號減計(jì)數(shù)器、使能控制信號生成器、一個(gè)Rclk加計(jì)數(shù)器和一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)寄存器；其中tic脈沖信號減計(jì)數(shù)器連接外部處理器，由外部處理器用設(shè)定的初始值Nti。給它賦值，該初始值Nti。是測量電路部分計(jì)算tic脈沖信號周期個(gè)數(shù)的減計(jì)數(shù)器的初始值，減計(jì) 數(shù)器的初始值Nti。是根據(jù)GPS接收機(jī)實(shí)際所能接受的誤差范圍來確定。tic脈沖信號減計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)信號端通過接口總線與外部處理器相連接，減計(jì)數(shù)器的輸出端連接使能控制信 號生成器的輸入端；使能控制信號生成器的輸出端連接rclk加計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號端；rclk 加計(jì)數(shù)器的輸出端通過接口總線連接外部處理器。
所述的校準(zhǔn)模塊，其使能控制信號生成器為時(shí)序邏輯信號生成器，使能控制信號生成器以校準(zhǔn)模塊測量電路部分的時(shí)鐘elk作定時(shí)檢測若取使能信號高電平為有效，取 elk時(shí)鐘和tic脈沖信號的上升沿，則使能信號初始值為低電平。當(dāng)校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿 同時(shí)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為Nti。時(shí)，使能控制信號電平升高， 使能控制信號為有效；當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值不為0時(shí)，使能 信號保持有效；當(dāng)校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿，同時(shí)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù) 器的值為零時(shí)，使能控制信號電平拉低，使能控制信號為無效；使能控制信號從有效轉(zhuǎn)變?yōu)?無效，使能控制信號的有效時(shí)間寬度為一個(gè)計(jì)數(shù)周期；該使能控制信號用來控制加計(jì)數(shù)器 計(jì)算RTC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)Nrclk值。從而保證在測量歷元的任何時(shí)間寫入減計(jì)數(shù)器的初始 值都能夠在Nti。個(gè)完整tic脈沖信號周期的減計(jì)數(shù)范圍內(nèi)計(jì)算RTC時(shí)鐘信號的周期個(gè)數(shù)。所述的校準(zhǔn)模塊，其所述外部處理器通過總線連接測量電路部分，外部處理器從測量電路部分的Rclk加計(jì)數(shù)器讀取RTC時(shí)鐘信號周期個(gè)數(shù)值Nrclk,計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)1)按公式(1)計(jì)算出RTC時(shí)鐘信號的實(shí)際頻率f ；2)再按公式(2)計(jì)算出經(jīng)過若干個(gè)RTC時(shí)鐘周期后，所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)X;按公式(2)計(jì)算X取整數(shù)值，計(jì)算中的小數(shù)采用四舍五入。所述的校準(zhǔn)模塊，其外部處理器通過總線連接測量電路部分的rclk加計(jì)數(shù)器和校準(zhǔn)參數(shù)寄存器，外部處理器將計(jì)算得到的校準(zhǔn)參數(shù)通過總線返回測量電路部分的校準(zhǔn)參 數(shù)寄存器；所述的校準(zhǔn)參數(shù)包括所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘的數(shù)值和校準(zhǔn)使能位；所述的校準(zhǔn)使能位是通過自動(dòng)或人工對外部處理器置值，用以確定是否對RTC進(jìn)行一次精度的調(diào)整。外部處理器每次計(jì)算得到的校準(zhǔn)參數(shù)送校準(zhǔn)參數(shù)寄存器中保，直到下次測量得到的新的校準(zhǔn)參數(shù)送入校準(zhǔn)參數(shù)寄存器，將校準(zhǔn)參數(shù)更新。在RTC核精度調(diào)整的校準(zhǔn)使能位 有效的情況下，每到調(diào)整的時(shí)間間隔，RTC核就根據(jù)該寄存器中的校準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行一次精度調(diào)
iF. ο校準(zhǔn)參數(shù)的計(jì)算是在外部處理器中完成，將χ值除以32，整數(shù)部分為需要補(bǔ)償?shù)暮撩氲拇螖?shù)，余數(shù)部分則為需要補(bǔ)償?shù)念A(yù)分頻值。
所述的校準(zhǔn)模塊，其所述RTC核的自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分包括校準(zhǔn)使能位寄存器、32 預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器和1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器；所述RTC核的RTC計(jì)時(shí)部分包括依 次連接的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器、毫秒計(jì)數(shù)器和RTC計(jì)時(shí)器；校準(zhǔn)使能位寄存器、32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器和1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器與 測量電路部分的校準(zhǔn)參數(shù)寄存器的輸出端相連接，32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器和1024預(yù)分 頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器分別連接RTC計(jì)時(shí)部分的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器和毫秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號端， 校準(zhǔn)使能位寄存器連接RTC計(jì)時(shí)部分的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器和毫秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)控制端；由校準(zhǔn)使能位、32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值和1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值三部分信息構(gòu)成完整 的校準(zhǔn)參數(shù)值；在校準(zhǔn)使能位有效時(shí)，每到校準(zhǔn)時(shí)間間隔A時(shí)，32預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值加 到32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器；1024預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值加到毫秒計(jì)數(shù)器；在校準(zhǔn)使能位無效時(shí)，32預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值不被加到32毫秒計(jì)數(shù)器； 1024預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值不被加到毫秒計(jì)數(shù)器。顯而易見，本發(fā)明方法精度調(diào)整只是調(diào)整預(yù)分頻的次數(shù)和RTC時(shí)鐘周期的毫秒的 次數(shù)，沒有調(diào)整時(shí)鐘的秒及其秒以上的時(shí)鐘信號，因而在讀取時(shí)間值時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。測量歷元部分是采用GPS中的tic脈沖信號為參考信號，GPS接收機(jī)中的tic脈 沖信號是經(jīng)過精度調(diào)整，因此tic的精度比一般的系統(tǒng)時(shí)鐘精度更高，能對RTC時(shí)鐘周期進(jìn) 行更精確的測量與精度調(diào)整。選定測量歷元的參考信號后，需要測量若干個(gè)測量歷元周期中的RTC的周期個(gè) 數(shù)，并根據(jù)實(shí)際RTC校準(zhǔn)所能接受的誤差范圍，確定測量部分計(jì)算測量歷元的周期個(gè)數(shù)的 減計(jì)數(shù)器初始值Nti。，初始值Nti。通過外部處理器初始化設(shè)定。通過測量歷元部分的tic脈 沖信號檢測在Nti。個(gè)單位脈沖周期里RTC時(shí)鐘信號下降沿的個(gè)數(shù)Nrclk,根據(jù)脈沖信號tic由 誤差表達(dá)式可知，Ntic越大，誤差越小。當(dāng)Ntic = 9' hlff 時(shí)，I Δ δΝ_·χ = I 士0. 59721ppm > 0. 5ppm ；當(dāng)Ntic = 10' h3ff 時(shí)，I Δ δ Ν_— = | 士0· 2983Ippm < 0. 5ppm。為了提高RTC校準(zhǔn)精度，使誤差小于0. 5ppm,設(shè)置測量歷元的周期個(gè)數(shù)的減計(jì)數(shù) 器初始值Nti。至少為10位字長的二進(jìn)制數(shù)。根據(jù)設(shè)定的初始值Nti。，測量若干個(gè)測量歷元 周期中的RTC的周期個(gè)數(shù)，該減計(jì)數(shù)器從初始值Nti。開始減數(shù)，直到減到0為止。同時(shí)通過計(jì)算測量歷元周期個(gè)數(shù)的減計(jì)數(shù)器以及測量歷元的上升沿或者下降沿 來產(chǎn)生一個(gè)使能控制信號，用該使能控制信號來控制計(jì)算RTC時(shí)鐘信號周期個(gè)數(shù)的加計(jì) 數(shù)器的工作，以保證在測量歷元的任一時(shí)間寫入減計(jì)數(shù)器的初始值Nti。都能夠在Nti。個(gè)完 整周期個(gè)數(shù)的減計(jì)數(shù)范圍內(nèi)計(jì)算RTC時(shí)鐘信號的周期個(gè)數(shù)Nrclk,即計(jì)數(shù)獲得在Nti。個(gè)測量 歷元周期中RTC時(shí)鐘信號周期的個(gè)數(shù)N,。lk ；并將該RTC時(shí)鐘信號周期個(gè)數(shù)值N,。lk返回送 到外部處理器中，由外部處理器根據(jù)值下式該Nrelk值計(jì)算出rclk時(shí)鐘信號的實(shí)際頻率f
/ =〗+ ；再由外部處理器計(jì)算出經(jīng)過若干個(gè)的RTC時(shí)鐘周期后，所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘 U tic
f-f
周期的個(gè)數(shù)χ = Xi"^，其中&為rclk時(shí)鐘的理想頻率；在外部處理器進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，對于 Jo小數(shù)采用四舍五入的方法，以進(jìn)一步減小誤差；并由外部處理器將需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周 期的個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換成需要補(bǔ)償?shù)念A(yù)分頻和毫秒的次數(shù)，并返回到RTC核中。這里通過外部處理 器來計(jì)算需要調(diào)整的次數(shù)，既減少了 RTC核的計(jì)算量，也減少了 RTC核的功耗和芯片面積； 進(jìn)行精度調(diào)整時(shí)，只調(diào)整預(yù)分頻和時(shí)鐘的毫秒次數(shù)，同時(shí)返回到RTC核中的數(shù)據(jù)還包括RTC 核精度調(diào)整的校準(zhǔn)使能位，通過該校準(zhǔn)使能位能方便的控制RTC的精度調(diào)整。并且該使能 信號和上述返回的調(diào)整次數(shù)值能夠保存在外部處理器的寄存器中，直到下次測量得到的新 的調(diào)整參數(shù)返回存入到寄存器時(shí)將其刷新。每到RTC核調(diào)整的時(shí)間間隔，只要RTC核精度 調(diào)整的使能信號有效，RTC核就根據(jù)該寄存器中的調(diào)整參數(shù)進(jìn)行一次精度調(diào)整。RTC核調(diào)整的時(shí)間間隔在RTC核中預(yù)先確定。令RTC時(shí)鐘理想的頻率為&，RTC時(shí)
f — f
鐘的實(shí)際頻率f = & (1+ δ )，則每個(gè)RTC時(shí)鐘周期調(diào)整的預(yù)分頻的次數(shù)δ = lJli-。假設(shè)，經(jīng)
過A個(gè)RTC時(shí)鐘周期對時(shí)鐘進(jìn)行一次調(diào)整，所需調(diào)整的預(yù)分頻的次數(shù)為χ，χ = A δ。由于
在進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)，只取整數(shù)部分，通過四舍五入，忽略小數(shù)部分，因而δ’ = 1，其中χ'為χ
A
四舍五入后的整數(shù)部分。通過校準(zhǔn)引起的S誤差為Αδ,-δ'-δ = ~-4 = ^^，由χ四
A A A
舍五入引起的最大誤差是士0. 5，所以AShmax =^。理論上，A越大，誤差越小。A = 30秒
A
時(shí)，A δ x_max = I 士0. 50863ppm > 0. 5ppm，A = 1 分鐘時(shí)，| Δ δ x_max = | 士0· 25431ppm < 0. 5ppm,因而選擇調(diào)整的時(shí)間間隔應(yīng)大于30秒。若考慮δ =20ppm時(shí)，經(jīng)過A個(gè)rclk周期對時(shí)鐘進(jìn)行一次調(diào)整，設(shè)所需調(diào)整的預(yù)
分頻的次數(shù)為 X，則有 ATtl === ，當(dāng) A = 1 小時(shí)時(shí)，χ= 2359.296
=23*32+73。當(dāng) A = 1 天時(shí)，χ = 56623. 10 = 15*32+1769。由于設(shè)計(jì) RTC 核時(shí)，預(yù)分頻的 次數(shù)為32和1024次，而1769大于1024，此時(shí)需要調(diào)整秒計(jì)數(shù)，此時(shí)偏差較大，是不可取的。 綜上所述，一次調(diào)整的時(shí)間間隔選擇為1分鐘 1小時(shí)比較合適。本發(fā)明實(shí)質(zhì)性效果(1)本發(fā)明提供的一種GPS接收機(jī)中的高精度的RTC電路的校準(zhǔn)方法和校準(zhǔn)模塊， 通過外部處理器計(jì)算調(diào)整校準(zhǔn)參數(shù)，克服已有技術(shù)RTC采用晶體振蕩器本身存在的誤差以 及晶體振蕩器受溫度變化引起RTC校準(zhǔn)的誤差。(2)本發(fā)明采用外部處理器來計(jì)算調(diào)整參數(shù)，對RTC時(shí)鐘周期實(shí)現(xiàn)高精度的調(diào)整， 避免在RTC核中增加額外的電路，能大量減少了 RTC核的計(jì)算量，使RTC核芯片的面積和功 耗得以有效減少，在獨(dú)立電源供電時(shí)，能工作更長的時(shí)間。(3)本發(fā)明中測量歷元采用GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號，該信號精度高于系統(tǒng)時(shí) 鐘精度，采用該信號能夠更精確的測量計(jì)算和補(bǔ)償RTC的時(shí)鐘周期。(4)本發(fā)明采用32和1024兩級預(yù)分頻，在RTC精度調(diào)整時(shí)，只調(diào)整32預(yù)分頻的次 數(shù)和RTC時(shí)鐘周期的毫秒的次數(shù)，無需調(diào)整對RTC時(shí)鐘作秒及秒以上的調(diào)整，加快了調(diào)整速 度，因而在讀取校準(zhǔn)參數(shù)和調(diào)整RTC時(shí)鐘周期值時(shí)間極短，不會(huì)產(chǎn)生時(shí)間偏差，從而保證在 校準(zhǔn)使能位控制下，按照外部處理器計(jì)數(shù)得到的校準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行高精度的RTC時(shí)鐘校整。


圖1是采用本發(fā)明方法的GPS接收機(jī)中RTC校準(zhǔn)電路構(gòu)成示意框圖；圖1中10-校準(zhǔn)模塊、11-測量歷元部分、12-測量電路部分、13-RTC核、131-自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分、 132-RTC計(jì)時(shí)部分、14-外部處理器。圖2是本發(fā)明GPS接收機(jī)中RTC校準(zhǔn)模塊實(shí)施例的具體電路結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2中20_RTC校準(zhǔn)模塊、21-測量歷元部分、22-測量電路部分、23-RTC核、 231-自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分、232-RTC計(jì)時(shí)部分、200-來自GPS接收機(jī)的tic脈沖信號、201-總 線、202-tic脈沖信號減計(jì)數(shù)器、203-使能控制信號生成器、204-rclk加計(jì)數(shù)器、205-校準(zhǔn) 參數(shù)寄存器、206-校準(zhǔn)使能位寄存器、207-32預(yù)分頻及校準(zhǔn)參數(shù)寄存器、208-1024預(yù)分頻 及校準(zhǔn)參數(shù)寄存器、209-32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器、210-毫秒計(jì)數(shù)器、211-RTC計(jì)時(shí)器。圖3是本發(fā)明GPS接收機(jī)中RTC校準(zhǔn)模塊實(shí)施例RTC校準(zhǔn)流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1給出GPS接收機(jī)中RTC校準(zhǔn)電路構(gòu)成示意框圖。從圖中可以看出RTC校準(zhǔn)模 塊10由依次連接的測量歷元部分11、測量電路部分12、RTC核13組成，RTC核13包括依 次連接的自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分131和RTC計(jì)時(shí)部分132，RTC校準(zhǔn)電路還包括一個(gè)外部處理器 14。外部處理器14與校準(zhǔn)模塊的測量歷元部分11、測量電路部分12以及RTC核13相連。 測量歷元部分11連接GPS接收機(jī)中tic脈沖信號源，它的測量是以tic脈沖信號為參考信 號。由外部處理器14發(fā)出的校準(zhǔn)使能位連接RTC核13，校準(zhǔn)使能位控制下面以實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步具體描述本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1圖2是本發(fā)明提供的一個(gè)GPS接收機(jī)中RTC校準(zhǔn)電路實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。 RTC校準(zhǔn)模塊20由測量歷元部分21、測量電路部分22、RTC核23組成。測量歷元部分21 的參考信號端接收來自GPS接收機(jī)的tic脈沖信號，其輸出連接測量電路部分22。測量電 路部分22包括tic脈沖信號減計(jì)數(shù)器簡稱減計(jì)數(shù)器202、使能控制信號生成器203、rclk加 計(jì)數(shù)器簡稱加計(jì)數(shù)器204和校準(zhǔn)參數(shù)寄存器205。測量歷元部分21的輸出信號送減計(jì)數(shù)器 202作tic周期Ttie計(jì)數(shù)，用測量部分的時(shí)鐘elk對tic信號作時(shí)序檢測，如在elk上升沿 檢測到tic上升邊沿時(shí)減計(jì)數(shù)器202減1。減計(jì)數(shù)器202的值和tic的上升沿共同決定使 能控制信號生成器203的狀態(tài)，減計(jì)數(shù)器值不為0，并且在tic的上升沿，使能控制信號為有 效，減計(jì)數(shù)器值為0，并且在tic的上升沿，使能控制信號為無效，該使能控制信號接到加計(jì) 數(shù)器204，控制加計(jì)數(shù)器對RTC時(shí)鐘信號計(jì)數(shù)。測量電路部分22通過總線201連接外部處 理器14。RTC核23由自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分231和RTC計(jì)時(shí)部分232組成。自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分 231包括校準(zhǔn)使能位寄存器206、32預(yù)分頻器及校準(zhǔn)數(shù)值寄存器207、1024預(yù)分頻器及校準(zhǔn) 數(shù)值寄存器208，還有分頻器晶振時(shí)鐘，兩個(gè)校準(zhǔn)數(shù)值寄存器連接校準(zhǔn)參數(shù)寄存器205，校 準(zhǔn)使能位寄存器206連接來自GPS接收機(jī)的RTC校準(zhǔn)控制開關(guān)。RTC計(jì)時(shí)部分232包括32 預(yù)分頻計(jì)數(shù)器209、毫秒計(jì)數(shù)器210和RTC計(jì)時(shí)器211。32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器207和 1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器208分別連接32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器209和毫秒計(jì)數(shù)器210，32預(yù)分 頻計(jì)數(shù)器209、毫秒計(jì)數(shù)器210的控制端和RTC計(jì)時(shí)器211依次連接。校準(zhǔn)使能位寄存器206分別接到32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器209和毫秒計(jì)數(shù)器210的控制端，該校準(zhǔn)使能位控制32預(yù)分 頻計(jì)數(shù)器209和毫秒計(jì)數(shù)器210是否計(jì)數(shù)，也就控制RTC計(jì)時(shí)器211的計(jì)時(shí)和RTC時(shí)鐘的 精度校準(zhǔn)。
RTC校準(zhǔn)電路校準(zhǔn)流程圖如圖3所示。當(dāng)啟動(dòng)RTC校準(zhǔn)電路對RTC進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，步 驟S301，通過外部處理器14對測量電路部分初始化設(shè)置Ntie和A值；步驟S302，外部處理 器14給tic脈沖信號減計(jì)數(shù)器簡稱減計(jì)數(shù)器202的初始值賦值為Ntie ；步驟S303，減計(jì)數(shù) 器202開始以tic脈沖信號計(jì)數(shù)；步驟S304，來一個(gè)tic脈沖信號，減計(jì)數(shù)器202減1，并判 斷(減計(jì)數(shù)器當(dāng)前值)-1 = 0 ？；若(減計(jì)數(shù)器當(dāng)前值)-1 = 0，進(jìn)入步驟S305，讓使能控 制信號生成器的使能控制信號無效，轉(zhuǎn)步驟S308，讀取rclk加計(jì)數(shù)器204簡稱加計(jì)數(shù)器的 數(shù)值，送步驟S309處理；在步驟S309，讀取加計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值經(jīng)總線201送外部處理器14 計(jì)算，得到補(bǔ)償RTC時(shí)鐘周期數(shù)χ值；進(jìn)入步驟S310，外部處理器14把計(jì)算得到的補(bǔ)償RTC 時(shí)鐘周期數(shù)χ值，轉(zhuǎn)換成32預(yù)分頻的校準(zhǔn)數(shù)值以及1024預(yù)分頻的校準(zhǔn)數(shù)值；到步驟S311， 外部處理器14再把轉(zhuǎn)換成32預(yù)分頻以及1024預(yù)分頻的校準(zhǔn)數(shù)值，返回到校準(zhǔn)模塊20，存 入測量電路部分的校準(zhǔn)參數(shù)寄存器205 ；進(jìn)入步驟S312，校準(zhǔn)數(shù)值分存入RTC核的自動(dòng)校準(zhǔn) 電路部分的32預(yù)分頻寄存器207和1024預(yù)分頻寄存器208中，并且將校準(zhǔn)數(shù)值中的較準(zhǔn) 控制位的值存入校準(zhǔn)使能位寄存器。若校準(zhǔn)使能位有效，將32預(yù)分頻寄存器207的數(shù)值在 達(dá)到校準(zhǔn)周期時(shí)加到32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器209，將1024預(yù)分頻寄存器208的數(shù)值在達(dá)到校準(zhǔn)周 期時(shí)加到毫秒計(jì)數(shù)器210 ；最后步驟S313，由校準(zhǔn)后的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器值以及毫秒計(jì)數(shù)器 值，送到RTC計(jì)時(shí)器211，完成一次RTC時(shí)鐘精度校準(zhǔn)。在步驟S304，來一個(gè)tic脈沖信號，減計(jì)數(shù)器202減1，并判斷(減計(jì)數(shù)器當(dāng)前 值)-1 = 0 ？；若(減計(jì)數(shù)器當(dāng)前值)-1不為0，則轉(zhuǎn)步驟S303，減計(jì)數(shù)器202繼續(xù)用tic 脈沖信號減數(shù)；同時(shí)，在步驟S306，此時(shí)使能控制信號生成器203的使能控制信號有效；進(jìn) 入步驟S307，有效的使能控制信號允許加計(jì)數(shù)器按輸入的RTC時(shí)鐘信號加1計(jì)數(shù)，直到減計(jì) 數(shù)器作完Nti。個(gè)減數(shù)，使能控制信號轉(zhuǎn)為無效時(shí)，加計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，在步驟S308，讀取的 加計(jì)數(shù)器值，就完成在一個(gè)計(jì)數(shù)周期即Nti。個(gè)tic脈沖信號周期內(nèi)計(jì)算RTC時(shí)鐘信號個(gè)數(shù) 的Nr。lk值。外部處理器14給減計(jì)數(shù)器202賦值的初始值Nti。，通常它是一個(gè)不小于10位字長 的二進(jìn)制數(shù)值，并且每位的值置1。減計(jì)數(shù)器202從初始值Nti。開始，用tic脈沖信號作減 1計(jì)數(shù)，同時(shí)，在使能控制信號生成器203，以測量電路部分22的時(shí)鐘elk定時(shí)檢測若取使 能信號高電平有效；取時(shí)鐘，tic脈沖信號，rclk時(shí)鐘信號的上升沿；則使能信號初始值為 低電平，外部處理器14給減計(jì)數(shù)器202賦初值Nti。。在elk時(shí)鐘上升沿同時(shí)檢測減計(jì)數(shù)器 的值和tic脈沖信號的上升沿，當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器202的值為 Ntic時(shí)，使能信號拉高有效，加計(jì)數(shù)器204開始作加1計(jì)數(shù)，在tic的上升沿檢測到rclk的 上升沿時(shí)，加計(jì)數(shù)器204加1。在elk時(shí)鐘上升沿檢測到tic脈沖信號的上升沿，并且減計(jì) 數(shù)器202的值不為0時(shí)，使能信號一直有效，當(dāng)在elk時(shí)鐘上升沿檢測到tic脈沖信號的上 升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為0的時(shí)候，使能信號拉低，轉(zhuǎn)為無效，減計(jì)數(shù)器停止減數(shù)，共計(jì)到 Ntic個(gè)tic脈沖信號周期數(shù)值，加計(jì)數(shù)器204也停止加數(shù)，共計(jì)到N,。lk個(gè)RTC時(shí)鐘信號周期 數(shù)值，Nrclk是一個(gè)實(shí)際計(jì)數(shù)值。當(dāng)使能信號無效時(shí)，外部處理器14讀取加計(jì)數(shù)器204的計(jì) 數(shù)值N lk，并公式(1)和公式(2)進(jìn)行計(jì)算以及換算，得出在一個(gè)計(jì)算周期內(nèi)RTC時(shí)鐘需要調(diào)整的個(gè)數(shù)X值，包括RTC時(shí)鐘所需要調(diào)整的32預(yù)分頻的個(gè)數(shù)和1毫秒的個(gè)數(shù)的校準(zhǔn)參數(shù)，外部處理器14并將該校準(zhǔn)參數(shù)通過接口總線，存入測量電路部分的校準(zhǔn)參數(shù)寄存器205。 校準(zhǔn)參數(shù)寄存器205又將校準(zhǔn)參數(shù)送到自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分131，按照32預(yù)分頻值和1024預(yù) 分頻值，將RTC時(shí)鐘需要調(diào)整的個(gè)數(shù)χ值轉(zhuǎn)換成32預(yù)分頻的個(gè)數(shù)和1024分頻的個(gè)數(shù)，并分 別存入32預(yù)分頻值寄存器208和1024預(yù)分頻值寄存器209。如果通過外部處理器將校準(zhǔn) 使能位207置為有效時(shí)，RTC核就對RTC時(shí)鐘進(jìn)行精度的調(diào)整，否則，即使32預(yù)分頻值寄存 器208和1024預(yù)分頻值寄存器209中有需要調(diào)整的值，RTC核仍然不對RTC時(shí)鐘進(jìn)行精度 的調(diào)整。207、208、209中的校準(zhǔn)數(shù)值一直保持直到有新的校準(zhǔn)數(shù)值存入而被刷新。通常， RTC核根據(jù)207、208、209中三部分的校準(zhǔn)數(shù)值，如果較準(zhǔn)控制位207有效，則每隔時(shí)間間隔 A值，自動(dòng)對RTC時(shí)鐘進(jìn)行一次精度調(diào)整。如果較準(zhǔn)控制位207無效，就不對RTC時(shí)鐘進(jìn)行 精度調(diào)整。這樣RTC計(jì)時(shí)器部分的RTC計(jì)時(shí)器保持很高的精度，并且RTC時(shí)鐘不會(huì)出現(xiàn)需要 秒級以上的調(diào)整，校準(zhǔn)模塊的RTC核中不用額外配置秒級分頻器、寄存器和秒計(jì)數(shù)器的電 路，能進(jìn)一步減小芯片面積和節(jié)省功耗，利用好本方法配置的資源，就能完成高精度的RTC 時(shí)鐘校準(zhǔn)。通過外部處理器將一個(gè)有效的校準(zhǔn)使能位加到RTC核23的校準(zhǔn)使能位寄存器206，該有效的校準(zhǔn)使能位控制RTC核23自動(dòng)執(zhí)行RTC校準(zhǔn)。該校準(zhǔn)使能位控制32預(yù)分頻 計(jì)數(shù)器209和毫秒計(jì)數(shù)器210按照校準(zhǔn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，校準(zhǔn)參數(shù)值被分解為若干個(gè)32預(yù)分 頻值和若干1毫秒值，若干個(gè)32預(yù)分頻值直接送32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器209，若干1毫秒直接送 毫秒計(jì)數(shù)器210。32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器和毫秒計(jì)數(shù)器210輸出的毫秒值對RTC計(jì)時(shí)器進(jìn)行RTC 時(shí)鐘信號周期完成高精度的調(diào)整。當(dāng)外部處理器將無效的校準(zhǔn)使能位加到RTC核23的校 準(zhǔn)使能位寄存器206，該校準(zhǔn)使能位控制需要補(bǔ)償?shù)?2預(yù)分頻值和毫秒值不加到32預(yù)分頻 計(jì)時(shí)器209和毫秒計(jì)數(shù)器210，RTC核23停止執(zhí)行RTC校準(zhǔn)。實(shí)施例2RTC核23的校準(zhǔn)使能位寄存器206的校準(zhǔn)使能位固定置于“有效”，每到時(shí)間間隔A值，該有效的校準(zhǔn)使能位控制RTC核23自動(dòng)執(zhí)行RTC校準(zhǔn)。以上所述方法，僅以實(shí)施實(shí)例作具體描述，任何熟悉此類技術(shù)者運(yùn)用本發(fā)明方法對GPS接收機(jī)中RTC校準(zhǔn)模塊所作的修飾、變化，皆屬本發(fā)明主張的專利范圍，而不限于上 述的實(shí)例。
權(quán)利要求
一種GPS接收機(jī)中高精度的RTC電路的校準(zhǔn)方法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)置一個(gè)GPS接收機(jī)中高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路RTC的校準(zhǔn)模塊；該校準(zhǔn)模塊采用GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號對歷元作高精度測量，并對RTC的周期作精確調(diào)整；(2)在校準(zhǔn)模塊之外設(shè)置一個(gè)外部處理器，由外部處理器設(shè)定一個(gè)不為0的初始值Ntic，Ntic為測量歷元部分計(jì)算tic周期個(gè)數(shù)之減計(jì)數(shù)器的初始值；(3)設(shè)定包括Ntic個(gè)測量歷元周期Ttic的時(shí)間為一個(gè)計(jì)數(shù)周期時(shí)間；(4)在校準(zhǔn)模塊中設(shè)置一個(gè)減計(jì)數(shù)器，用減計(jì)數(shù)器計(jì)算tic脈沖信號周期的個(gè)數(shù)，減計(jì)數(shù)器從初始值Ntic開始減1，直到減到0為止，共計(jì)算有Ntic個(gè)tic脈沖信號周期；若取使能信號高電平有效，取clk時(shí)鐘和tic脈沖信號的上升沿，則使能信號初始值為低電平，在校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿同時(shí)檢測減計(jì)數(shù)器的值和tic脈沖信號的上升沿，當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為Ntic的時(shí)候，使能信號拉高。當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值不為0的時(shí)候，使能信號保持有效；當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)，使能信號拉低，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)周期的使能控制信號，該使能控制信號有效時(shí)間為Ntic個(gè)tic脈沖信號周期，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值保持為零；當(dāng)需要重新計(jì)算較準(zhǔn)參數(shù)時(shí)，外部處理器重新給減計(jì)數(shù)器賦值Ntic；(5)在校準(zhǔn)模塊中設(shè)置一個(gè)加計(jì)數(shù)器，用(4)中的一個(gè)計(jì)數(shù)周期的使能控制信號控制加計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，精確計(jì)算在一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)RTC時(shí)鐘信號周期的個(gè)數(shù)；(6)外部處理器計(jì)算a.RTC時(shí)鐘信號的實(shí)際頻率f按公式(1)計(jì)算 <mrow><mi>f</mi><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>N</mi><mi>rclk</mi> </msub> <mrow><msub> <mi>N</mi> <mi>tic</mi></msub><msub> <mi>T</mi> <mi>tic</mi></msub> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>b.經(jīng)過Nrclk個(gè)RTC時(shí)鐘周期后，所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)x <mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>A</mi><mfrac> <mrow><mi>f</mi><mo>-</mo><msub> <mi>f</mi> <mn>0</mn></msub> </mrow> <msub><mi>f</mi><mn>0</mn> </msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中f0為RTC時(shí)鐘的理想頻率，為32768Hz，A值為一次RTC時(shí)鐘校準(zhǔn)時(shí)間間隔值即一個(gè)校準(zhǔn)周期，初始化設(shè)定；x為計(jì)算中取整的數(shù)值，計(jì)算中的小數(shù)采取四舍五入；(7)外部處理器將需要補(bǔ)償?shù)暮撩氪螖?shù)以及一校準(zhǔn)使能位送回到校準(zhǔn)模塊，存放于校準(zhǔn)參數(shù)寄存器中；(8)RTC核將需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)x轉(zhuǎn)換成需要補(bǔ)償?shù)念A(yù)分頻值和需要補(bǔ)償?shù)暮撩氲拇螖?shù)；(9)根據(jù)實(shí)際需要憀 人工置位，送入RTC核的校準(zhǔn)使能位有效時(shí)，每到一個(gè)RTC時(shí)鐘校準(zhǔn)時(shí)間間隔A，RTC核就根據(jù)校準(zhǔn)參數(shù)寄存器中的校準(zhǔn)參數(shù)，進(jìn)行一次RTC時(shí)鐘的精度調(diào)整；如果該校準(zhǔn)使能位無效，則不進(jìn)行RTC時(shí)鐘的精度調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法構(gòu)成的GPS接收機(jī)中高精度RTC電路的校準(zhǔn)模塊，其特征 在于校準(zhǔn)模塊包括依次連接的測量歷元部分、測量電路部分和RTC核；RTC核由依次連接的 自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分以及RTC計(jì)時(shí)部分組成；RTC核的自動(dòng)校準(zhǔn)部分與測量電路部分相連；測 量電路部分通過總線與外部處理器相連接；測量歷元部分與GPS接收機(jī)tic脈沖信號源相 連接；RTC核的校準(zhǔn)參數(shù)由外部處理器來完成計(jì)算，因而能大量減少RTC核的計(jì)算量，使RTC 核芯片的面積和功耗得以有效減少，在獨(dú)立電源供電時(shí)，能工作更長的時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于測量歷元部分的參考信號輸入端連接 GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號輸出端，測量歷元部分以GPS接收機(jī)中的tic脈沖信號為參考 信號作RTC測量；tic脈沖信號是經(jīng)過精度調(diào)整的信號，tic脈沖信號的精度高于系統(tǒng)時(shí)鐘 的精度，測量歷元部分用它對RTC進(jìn)行測量，能獲得更精確的RTC時(shí)鐘精度校準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于測量電路部分包括一個(gè)tic脈沖 信號減計(jì)數(shù)器、使能控制信號生成器、一個(gè)Rclk加計(jì)數(shù)器和一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)寄存器；其中tic脈沖信號減計(jì)數(shù)器連接外部處理器，由外部處理器用設(shè)定的初始值Nti。給它賦值， 該初始值Nti。是測量電路部分計(jì)算tic脈沖信號周期個(gè)數(shù)的減計(jì)數(shù)器的初始值，tic脈沖信 號減計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號端通過接口總線與外部處理器相連接，減計(jì)數(shù)器的輸出端連接使能 控制信號生成器的輸入端；使能控制信號生成器的輸出端連接rclk加計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號 端；rclk加計(jì)數(shù)器的輸出端通過接口總線連接外部處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于所述使能控制信號生成器為時(shí)序 邏輯信號生成器，使能控制信號生成器以校準(zhǔn)模塊測量電路部分的時(shí)鐘elk作定時(shí)檢測 當(dāng)校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿同時(shí)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為Nti。時(shí)， 使能控制信號電平升高，使能控制信號為有效；當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì) 數(shù)器的值不為O時(shí)，使能信號保持有效；當(dāng)校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿，同時(shí)檢測到tic脈沖信 號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)，使能控制信號電平拉低，使能控制信號為無效；使 能控制信號從有效轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效，其有效時(shí)間寬度為一個(gè)計(jì)數(shù)周期的；該使能控制信號用來 控制加計(jì)數(shù)器計(jì)算RTC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)Nrclk值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于所述使能控制信號生成器為時(shí)序邏輯 信號生成器，使能控制信號生成器以校準(zhǔn)模塊測量電路部分的時(shí)鐘elk作定時(shí)檢測當(dāng)校 準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿同時(shí)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為Nti。時(shí)，使能 控制信號電平升高，使能控制信號為有效；當(dāng)檢測到tic脈沖信號的上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器 的值不為O時(shí)，使能信號保持有效；當(dāng)校準(zhǔn)模塊的時(shí)鐘上升沿，同時(shí)檢測到tic脈沖信號的 上升沿，同時(shí)減計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)，使能控制信號電平拉低，使能控制信號為無效；使能控 制信號從有效轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效，其有效時(shí)間寬度為一個(gè)計(jì)數(shù)周期的；該使能控制信號用來控制 加計(jì)數(shù)器計(jì)算RTC時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)Nrclk值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或6所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于所述外部處理器通過總線連 接測量電路部分，外部處理器從測量電路部分的Rclk加計(jì)數(shù)器讀取RTC時(shí)鐘信號周期個(gè)數(shù) 值NMlk，計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)1)按公式(1)計(jì)算出RTC時(shí)鐘信號的實(shí)際頻率f；2)再按公式(2)計(jì)算出經(jīng)過若干個(gè)RTC時(shí)鐘周期后，所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè) 數(shù)χ;按公式(2)計(jì)算χ取整數(shù)值，計(jì)算中的小數(shù)采用四舍五入。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于校準(zhǔn)模塊的測量電路部分通過總線連 接外部處理器，外部處理器從測量電路部分的Rclk加計(jì)數(shù)器讀取RTC時(shí)鐘信號周期個(gè)數(shù)值 Nrclk,計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)1)按公式(1)計(jì)算出RTC時(shí)鐘信號的實(shí)際頻率f；2)再按公式(2)計(jì)算出經(jīng)過若干個(gè)RTC時(shí)鐘周期后，所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘周期的個(gè) 數(shù)χ;按公式(2)計(jì)算χ取整數(shù)值，計(jì)算中的小數(shù)采用四舍五入。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或6或8所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于所述外部處理器通過總線連 接測量電路部分的rclk加計(jì)數(shù)器和校準(zhǔn)參數(shù)寄存器，外部處理器將計(jì)算得到的校準(zhǔn)參數(shù) 通過總線返回測量電路部分的校準(zhǔn)參數(shù)寄存器；所述的校準(zhǔn)參數(shù)包括所需要補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)鐘的數(shù)值和校準(zhǔn)使能位；外部處理器每次計(jì) 算得到的校準(zhǔn)參數(shù)送校準(zhǔn)參數(shù)寄存器中保存，直到下次測量得到的新的校準(zhǔn)參數(shù)送入校準(zhǔn) 參數(shù)寄存器，將校準(zhǔn)參數(shù)更新；所述的校準(zhǔn)使能位是通過自動(dòng)或人工對外部處理器置值，用以確定是否對RTC進(jìn)行一 次精度的調(diào)整。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或6或8所述的校準(zhǔn)模塊，其特征在于所述RTC核的自動(dòng)校準(zhǔn)電路部分包括校準(zhǔn)使能位寄存器、32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器和 1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器；所述RTC核的RTC計(jì)時(shí)部分包括依次連接的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器、毫秒計(jì)數(shù)器和RTC計(jì)時(shí)器；校準(zhǔn)使能位寄存器、32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器和1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器與測量 電路部分的校準(zhǔn)參數(shù)寄存器的輸出端相連接，32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值寄存器和1024預(yù)分頻校 準(zhǔn)數(shù)值寄存器分別連接RTC計(jì)時(shí)部分的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器和毫秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號端，校準(zhǔn) 使能位寄存器連接RTC計(jì)時(shí)部分的32預(yù)分頻計(jì)數(shù)器和毫秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)控制端；由校準(zhǔn)使能位、32預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值和1024預(yù)分頻校準(zhǔn)數(shù)值三部分信息構(gòu)成完整的校 準(zhǔn)參數(shù)值；在校準(zhǔn)使能位有效時(shí)，每到校準(zhǔn)時(shí)間間隔A時(shí)，32預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值加到32 預(yù)分頻計(jì)數(shù)器；1024預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值加到毫秒計(jì)數(shù)器；在校準(zhǔn)使能位無效時(shí)，32預(yù)分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值不被加到32毫秒計(jì)數(shù)器；1024預(yù) 分頻寄存器所存校準(zhǔn)數(shù)值不被加到毫秒計(jì)數(shù)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種GPS接收機(jī)中高精度的RTC電路的校準(zhǔn)方法，采用包括測量歷元部分、測量電路部分和RTC核的校準(zhǔn)模塊以及一外部處理器。測量歷元部分采用GPS接收機(jī)中的精度優(yōu)于采用晶振的系統(tǒng)時(shí)鐘信號的tic脈沖信號，tic減計(jì)數(shù)器從初始值Ntic作減1計(jì)數(shù)到0，計(jì)算tic脈沖信號的周期個(gè)數(shù)，根據(jù)上述減計(jì)數(shù)器減到0時(shí)和tic脈沖信號的電平變化產(chǎn)生一個(gè)使能控制信號，控制一個(gè)加計(jì)數(shù)器計(jì)算在一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)RTC周期的個(gè)數(shù)。外部處理器，根據(jù)測量電路獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算所需調(diào)整的校準(zhǔn)參數(shù)，并將包括校準(zhǔn)使能位的校準(zhǔn)參數(shù)通過總線送校準(zhǔn)參數(shù)寄存器。校準(zhǔn)參數(shù)直接送入RTC核，轉(zhuǎn)換為32分頻器和1024分頻器的校準(zhǔn)數(shù)值，分別存放于校準(zhǔn)數(shù)值寄存器，當(dāng)校準(zhǔn)使能位有效時(shí)，控制RTC計(jì)時(shí)器的32預(yù)分頻器和毫秒計(jì)數(shù)器按照校準(zhǔn)數(shù)值對RTC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對RTC時(shí)鐘高精度的調(diào)整。
文檔編號G01S1/02GK101799526SQ20091009582
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者何文濤, 李曉江, 桂瓊, 陳學(xué) 申請人:杭州中科微電子有限公司