一種osc頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種Oscillator(簡稱OSC)頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)和方法，所述電路結(jié)構(gòu)包括：參數(shù)調(diào)整電路、OSC振蕩器、模式選擇電路、校準(zhǔn)模式計數(shù)電路、絕對誤差計算電路、趨勢判斷電路、測試模式頻率計算電路和標(biāo)志產(chǎn)生電路。本發(fā)明的自動校準(zhǔn)測試電路包括頻率校準(zhǔn)模式和頻率測試兩種模式，在頻率校準(zhǔn)模式下，當(dāng)校準(zhǔn)模式計數(shù)電路計算的絕對誤差趨勢由減小變增大時結(jié)束校準(zhǔn)，避免出現(xiàn)高頻時鐘且加快了自動校準(zhǔn)的速度；在頻率測試模式下，由測試模式頻率計算電路產(chǎn)生計數(shù)并換算成OSC的頻率值，通過標(biāo)志產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出標(biāo)志，隨后輸出頻率計數(shù)器的結(jié)果，得到的OSC頻率精度小于千分之一，電路端口可復(fù)用，且電路可工作在非高頻工作模式，對電路的速度要求低。
【專利說明】
一種OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是一種0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)和方法。【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的0SC(〇SCillat〇r，時鐘發(fā)生器)頻率自動校準(zhǔn)的方法是在一給定時間內(nèi)對 0SC振蕩器輸出的時鐘信號進行計數(shù)，通過誤差計算等結(jié)果計算方式來判斷0SC振蕩器輸出的時鐘信號頻率是否達到校準(zhǔn)，如未完成校準(zhǔn)，則通過參數(shù)調(diào)整電路調(diào)整參數(shù)PARAM值繼續(xù)執(zhí)行校準(zhǔn)步驟。如圖1所示，為一種現(xiàn)有的0SC頻率自動校準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)圖，包括:0SC振蕩器、 定時計數(shù)器、誤差計算及結(jié)果判斷電路、參數(shù)調(diào)整電路等。其校準(zhǔn)流程為:
[0003]1.預(yù)置一個初始值給0SC振蕩器的參數(shù)PARAM;
[0004]2.0SC振蕩器根據(jù)參數(shù)PARAM輸出時鐘信號0SC0UT;
[0005]3.定時計數(shù)器對固定時間內(nèi)的0SC振蕩器輸出的時鐘信號0SC0UT進行計數(shù)；
[0006]4.誤差計算及結(jié)果判斷電路對定時計數(shù)器的技術(shù)結(jié)果進行誤差計算，并判斷自動校準(zhǔn)是否完成;如完成，則0SC振蕩器輸出最準(zhǔn)頻率，否則，執(zhí)行步驟5;
[0007]5.參數(shù)調(diào)整電路改變參數(shù)PARAM，重新執(zhí)行步驟2。
[0008]其中，現(xiàn)有的0SC頻率自動校準(zhǔn)的方法采用隨PARAM值單調(diào)增加，在校準(zhǔn)時多采用遍歷單步，即通過改變參數(shù)PARAM的值校準(zhǔn)，直到所有的PARAM都被遍歷。這種做法的缺點是:在某些參數(shù)值下，0SC頻率可能達到較高的頻率，從而有可能導(dǎo)致數(shù)字電路工作不正常。
[0009]另外，現(xiàn)有的0SC頻率測試方法是采用將128分頻輸出，由測試機通過波形檢測 test pad(TP)端口的輸出頻率。這種方法的缺點是產(chǎn)生的分頻時鐘頻率低、誤差大，且測試機觀察到的時鐘翻轉(zhuǎn)時有一定的斜率，加大了誤差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)， 能夠避免產(chǎn)生高頻時鐘，加快自動校準(zhǔn)的速度，并能降低測試機測試0SC頻率的誤差。為此， 本發(fā)明還提供一種0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，包括: 參數(shù)調(diào)整電路、0SC振蕩器、模式選擇電路、校準(zhǔn)模式計數(shù)電路、絕對誤差計算電路、趨勢判斷電路、測試模式頻率計算電路和標(biāo)志產(chǎn)生電路。
[0012]所述參數(shù)調(diào)整電路的輸出端輸出參數(shù)PARAM到所述0SC振蕩器。
[0013]所述0SC振蕩器的輸出端輸出一個0SC時鐘信號到校準(zhǔn)模式計數(shù)電路或測試模式頻率計算電路，所述時鐘信號的頻率大小由所述參數(shù)PARAM調(diào)節(jié)，所述參數(shù)PARAM越大則所述時鐘信號的頻率越大，所述參數(shù)PARAM越小則所述時鐘信號的頻率越小。
[0014]所述模式選擇電路，連接校準(zhǔn)模式計數(shù)電路及測試模式頻率計算電路，通過輸入控制信號，選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式。
[0015]所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路，在頻率校準(zhǔn)模式下接收0SC振蕩器的輸出端輸出的所述時鐘信號，產(chǎn)生時間窗口 TPWIN，控制對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)。
[0016]所述絕對誤差計算電路，接收所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)值，計算計數(shù)值與計數(shù)參考值的絕對誤差得到計算結(jié)果。
[0017]所述趨勢判斷電路，讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，判斷當(dāng)前讀取的絕對誤差是否是第一次讀取，以及通過比較當(dāng)前的絕對誤差值與前一次的絕對誤差值的大小來判斷絕對誤差的變化趨勢，從而判斷所述0SC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷頻率自動校準(zhǔn)是否成功，共有如下三種情況:
[0018]第一種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差是第一次讀取，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，此時所述趨勢判斷電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及絕對誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路；
[0019]第二種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值小于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變小的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，此時所述趨勢判斷電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及絕對誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路；
[0020]第三種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值大于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變大的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的校準(zhǔn)參數(shù)值PARAM并保持。
[0021]所述參數(shù)調(diào)整電路，讀取所述趨勢判斷電路輸出的步進值以及絕對誤差的符號， 根據(jù)步進值以及誤差的符號調(diào)整參數(shù)PARAM。
[0022]所述測試模式頻率計算電路，在頻率測試模式下接收0SC振蕩器的輸出端輸出的時鐘信號，在時間窗口 TWIND對所述時鐘信號進行計數(shù)，并計算出輸出頻率值。
[0023]所述標(biāo)志產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出標(biāo)志位，該標(biāo)志位作為所述測試模式頻率計算電路計算出的輸出頻率值的數(shù)據(jù)包頭。
[0024]進一步的改進是，所述絕對誤差計算電路內(nèi)部設(shè)置一寄存器，寄存器接收和記錄校準(zhǔn)過程中參數(shù)調(diào)整電路輸出的各絕對誤差所對應(yīng)的參數(shù)PARAM，包括最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)PARAM，當(dāng)所述第三種情況出現(xiàn)時，參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整并直接切換該最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)PARAM并保持。
[0025]進一步的改進是，所述參數(shù)調(diào)整電路調(diào)整所述參數(shù)PARAM時，當(dāng)誤差值符號為負時，參數(shù)PARAM增加一個所輸入的步進值;當(dāng)誤差值符號為正時，參數(shù)PARAM減少一個所輸入的步進值調(diào)整。[〇〇26]在優(yōu)選的實施方式中，步進值可以設(shè)置為整數(shù)值，比如設(shè)置為1，該整數(shù)值可以根據(jù)0SC頻率校準(zhǔn)精度調(diào)整。
[0027]進一步的改進是，所述標(biāo)志產(chǎn)生電路連接一模塊輸出端口，所述模塊輸出端口可在接收到標(biāo)志位后，串行輸出校準(zhǔn)之后的0SC的頻率值。
[0028]進一步的改進是，所述模塊輸出端口連接一測試機，所述測試機串行接收頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分，并供以直接讀出0SC的頻率。
[0029]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法，包括如下步驟:
[0030]步驟一、在模式選擇電路下選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式。然后執(zhí)行步驟二或步驟七。[0031 ]步驟二、當(dāng)選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式時，所述參數(shù)調(diào)整電路將所述參數(shù)PARAM 設(shè)置為參數(shù)中間值并設(shè)置計數(shù)參考值。[〇〇32]步驟三、所述0SC振蕩器的輸出端輸出一頻率與所述參數(shù)PARAM相對應(yīng)的時鐘信號到校準(zhǔn)模式計數(shù)電路。[〇〇33]步驟四、所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路，接收所述時鐘信號，控制對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)。[〇〇34]步驟五、絕對誤差計算電路計算計數(shù)值與計數(shù)參考值的絕對誤差得到計算結(jié)果。
[0035]步驟六、趨勢判斷電路讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，判斷當(dāng)前讀取的絕對誤差是否是第一次讀取，以及通過比較當(dāng)前的絕對誤差值與前一次的絕對誤差值的大小來判斷絕對誤差的變化趨勢，從而判斷所述0SC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷頻率自動校準(zhǔn)是否成功:
[0036]第一種情況或第二種情況出現(xiàn)時，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，參數(shù)調(diào)整電路接收趨勢判斷電路輸出的步進值以及絕對誤差的符號，根據(jù)步進值以及絕對誤差的符號調(diào)整參數(shù) PARAM;當(dāng)絕對誤差符號為負時，參數(shù)PARAM增加一個所輸入的步進值;當(dāng)絕對誤差符號為正時，參數(shù)PARAM減少一個所輸入的步進值調(diào)整。所述參數(shù)調(diào)整電路的所述參數(shù)PARAM改變后跳轉(zhuǎn)到步驟三繼續(xù)執(zhí)行校準(zhǔn)；
[0037]第三種情況出現(xiàn)時，對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值大于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變大的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的參數(shù)PARAM并保持，頻率校準(zhǔn)成功。
[0038]步驟七、當(dāng)選擇工作模式為頻率測試模式時，所述0SC振蕩器接收校準(zhǔn)后的參數(shù) PARAM并輸出一頻率與之相對應(yīng)的時鐘信號到測試模式頻率計算電路。
[0039]步驟八、所述測試模式頻率計算電路在時間窗口 TWIND對0SC輸出時鐘進行計數(shù)， 并計算出輸出頻率值。
[0040]步驟九、根據(jù)所述測試模式頻率計算電路的輸出頻率值輸出標(biāo)志位及0SC時鐘頻率的整數(shù)部分及小數(shù)部分。
[0041]進一步的改進是，所述標(biāo)志產(chǎn)生電路連接一模塊輸出端口，所述模塊輸出端口可在接收到標(biāo)志位后，串行輸出校準(zhǔn)之后的0SC的頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分。
[0042]進一步的改進是，所述模塊輸出端口連接一測試機，所述測試機串行接收頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分，并供以直接讀出0SC的頻率的整數(shù)部分及小數(shù)部分。[0043 ]本發(fā)明提供的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，包括:參數(shù)調(diào)整電路、0SC振蕩器、模式選擇電路、校準(zhǔn)模式計數(shù)電路、絕對誤差計算電路、趨勢判斷電路、測試模式頻率計算電路和標(biāo)志產(chǎn)生電路。本發(fā)明的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)包括頻率校準(zhǔn)模式和頻率測試兩種模式，通過模式選擇信號TM0D選擇工作模式，優(yōu)化了頻率校準(zhǔn)，增加了頻率計算。在頻率校準(zhǔn)模式下，校準(zhǔn)模式計數(shù)電路計算的絕對誤差值由小變大時結(jié)束校準(zhǔn)，這樣可在0SC頻率校準(zhǔn)時立即停止，避免出現(xiàn)高頻時鐘且加快了自動校準(zhǔn)的速度;在頻率測試模式下，由測試模式頻率計算電路產(chǎn)生計數(shù)并換算成0SC的頻率值，通過標(biāo)志產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出標(biāo)志，隨后輸出頻率計數(shù)器的結(jié)果。本發(fā)明的自動校準(zhǔn)及測試電路得到的0SC頻率精度小于千分之一，電路端口可復(fù)用，且電路可工作在非高頻工作模式，對電路的速度要求低。【附圖說明】
[0044]圖1為現(xiàn)有0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0045]圖2為本發(fā)明一實施例的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0046]圖3為本發(fā)明一實施例的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法流程圖。
[0047]圖4為本發(fā)明一實施例的頻率校準(zhǔn)模式時序圖。
[0048]圖5為本發(fā)明一實施例的頻率測試模式時序圖。【具體實施方式】
[0049]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0050]圖2所示，是本發(fā)明的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，包括:參數(shù)調(diào)整電路、 0SC振蕩器、模式選擇電路、校準(zhǔn)模式計數(shù)電路、絕對誤差計算電路、趨勢判斷電路、測試模式頻率計算電路和標(biāo)志產(chǎn)生電路。[0051 ]所述參數(shù)調(diào)整電路的輸出端輸出參數(shù)PARAM到所述0SC振蕩器。
[0052]所述0SC振蕩器的輸出端輸出一時鐘信號到校準(zhǔn)模式計數(shù)電路和/或測試模式頻率計算電路，所述時鐘信號的頻率大小由所述參數(shù)PARAM調(diào)節(jié)，所述參數(shù)PARAM越大則所述時鐘信號的頻率越大，所述參數(shù)PARAM越小則所述時鐘信號的頻率越小。
[0053]所述模式選擇電路，連接校準(zhǔn)模式計數(shù)電路及測試模式頻率計算電路，通過輸入控制信號，選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式。[〇〇54]所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路，在頻率校準(zhǔn)模式下接收0SC振蕩器的輸出端輸出的所述時鐘信號，產(chǎn)生時間窗口 TPWIN，控制對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)。
[0055]所述絕對誤差計算電路，接收所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)值，計算計數(shù)值與計數(shù)參考值的絕對誤差得到計算結(jié)果。絕對誤差計算電路還能夠接收和記錄校準(zhǔn)過程中參數(shù)調(diào)整電路輸出的各絕對誤差所對應(yīng)的參數(shù)PARAM。
[0056]所述趨勢判斷電路，讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，判斷當(dāng)前絕對誤差是否是第一次讀取的絕對誤差，以及通過比較當(dāng)前的絕對誤差值與前一次的絕對誤差值的大小來判斷絕對誤差的變化趨勢，從而判斷所述0SC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷頻率自動校準(zhǔn)是否成功，共有如下三種情況:
[0057]第一種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差是第一次讀取的絕對誤差，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，此時所述趨勢判斷電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及絕對誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路；
[0058]第二種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取的絕對誤差且當(dāng)前的絕對誤差值小于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變小的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，此時所述趨勢判斷電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及絕對誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路；
[0059]第三種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取的絕對誤差且當(dāng)前的絕對誤差值大于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變大的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的校準(zhǔn)參數(shù)值PARAM并保持。
[0060]所述參數(shù)調(diào)整電路，讀取所述趨勢判斷電路輸出的步進值以及絕對誤差的符號， 根據(jù)步進值以及誤差的符號調(diào)整參數(shù)PARAM;當(dāng)誤差值符號為負時，參數(shù)PARAM增加一個所輸入的步進值；當(dāng)誤差值符號為正時，參數(shù)PARAM減少一個所輸入的步進值調(diào)整。在優(yōu)選的實施方式中，步進值可設(shè)為1。[0061 ]所述測試模式頻率計算電路，在頻率測試模式下接收0SC振蕩器的輸出端輸出的時鐘信號，在時間窗口 TWIND對所述時鐘信號進行計數(shù)，并計算出輸出頻率值。
[0062]所述標(biāo)志產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出標(biāo)志位，該標(biāo)志位作為所述測試模式頻率計算電路計算出的輸出頻率值的數(shù)據(jù)包頭。
[0063]在本發(fā)明的實施例中，絕對誤差計算電路內(nèi)部設(shè)置有一寄存器，寄存器接收和記錄校準(zhǔn)過程中參數(shù)調(diào)整電路輸出的各絕對誤差所對應(yīng)的參數(shù)PARAM，包括最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)PARAM，當(dāng)所述第三種情況出現(xiàn)時，參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整，接收寄存器記錄的最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)PARAM，并直接切換該最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)PARAM并保持。
[0064]在本發(fā)明的實施例中，參數(shù)調(diào)整電路調(diào)整所述參數(shù)PARAM時，當(dāng)誤差值符號為負時，參數(shù)PARAM增加一個所輸入的步進值;當(dāng)誤差值符號為正時，參數(shù)PARAM減少一個所輸入的步進值調(diào)整。在優(yōu)選的實施方式中，步進值一般是設(shè)置為整數(shù)值，比如設(shè)置為1，該整數(shù)值可以根據(jù)0SC頻率校準(zhǔn)精度來確定。
[0065]在本發(fā)明的其他實施例中，可以將標(biāo)志產(chǎn)生電路連接到一模塊輸出端口，所述模塊輸出端口可在接收到標(biāo)志位后，串行輸出校準(zhǔn)之后的0SC的頻率值。而且在本發(fā)明的其他實施例中，還可以將模塊輸出端口與一測試機連接，所述測試機串行接收頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分，并供以直接讀出0SC的頻率。
[0066]在本發(fā)明的其他實施例中，可以將絕對誤差計算電路的計算結(jié)構(gòu)分兩種結(jié)果輸出:
[0067]第一種結(jié)果輸出是絕對誤差為0時，則所述時鐘信號的頻率等于所述計數(shù)參考值對應(yīng)的中心頻率，頻率自動校準(zhǔn)結(jié)束且頻率自動校準(zhǔn)成功，絕對誤差計算電路輸出校準(zhǔn)結(jié)果為校準(zhǔn)成功；
[0068]第二種結(jié)果輸出是絕對誤差不為0時，則自動校準(zhǔn)未結(jié)束，所述絕對誤差計算電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路，輸出絕對誤差到趨勢判斷電路，趨勢判斷電路再根據(jù)相同的絕對誤差趨勢判斷，判斷所述0SC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷頻率自動校準(zhǔn)是否成功。
[0069]本發(fā)明提供的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法，包括如下步驟:
[0070]步驟一、在模式選擇電路下選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式。然后執(zhí)行步驟二或步驟七。步驟一通過外部輸入選擇自動校準(zhǔn)測試電路處于頻率校準(zhǔn)模式(模式信號TM0D為1)或者頻率測試模式(模式信號TM0D為0)，由外部使能信號使能電路工作。 [0071 ]步驟二、當(dāng)選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式時，所述參數(shù)調(diào)整電路將所述參數(shù)PARAM 設(shè)置為參數(shù)中間值并設(shè)置計數(shù)參考值。[〇〇72]步驟三、所述0SC振蕩器的輸出端輸出一頻率與所述參數(shù)PARAM相對應(yīng)的時鐘信號到校準(zhǔn)模式計數(shù)電路。[〇〇73]步驟四、所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路，接收所述時鐘信號，控制對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)。
[0074]步驟五、絕對誤差計算電路計算計數(shù)值與計數(shù)參考值的絕對誤差得到計算結(jié)果。
[0075]步驟六、趨勢判斷電路讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，先判斷當(dāng)前讀取的絕對誤差是否是第一次讀取，然后通過比較當(dāng)前的絕對誤差值與前一次的絕對誤差值的大小來判斷絕對誤差的變化趨勢，從而判斷所述0SC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷頻率自動校準(zhǔn)是否成功:
[0076]第一種情況或第二種情形出現(xiàn)時，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，參數(shù)調(diào)整電路接收趨勢判斷電路輸出的步進值以及絕對誤差的符號，根據(jù)步進值以及絕對誤差的符號調(diào)整參數(shù) PARAM;當(dāng)絕對誤差符號為負時，參數(shù)PARAM增加一個所輸入的步進值;當(dāng)絕對誤差符號為正時，參數(shù)PARAM減少一個所輸入的步進值調(diào)整。所述參數(shù)調(diào)整電路的所述參數(shù)PARAM改變后跳轉(zhuǎn)到步驟三繼續(xù)執(zhí)行校準(zhǔn)；
[0077]第三種情況出現(xiàn)時，對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值大于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變大的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的參數(shù)PARAM并保持，頻率校準(zhǔn)成功。
[0078]步驟二到步驟六為本發(fā)明的頻率校準(zhǔn)模式:可以設(shè)置參數(shù)值由PARAM中心值開始校準(zhǔn)，通過校準(zhǔn)計數(shù)窗口計數(shù);通過趨勢判斷電路判斷絕對誤差值，當(dāng)前一次的誤差小于當(dāng)前的誤差時校準(zhǔn)結(jié)束，且校準(zhǔn)值為絕對誤差值較小時的PARAM。
[0079]步驟七、當(dāng)選擇工作模式為頻率測試模式時，所述0SC振蕩器接收參數(shù)PARAM并輸出一頻率與之相對應(yīng)的時鐘信號到測試模式頻率計算電路。
[0080]步驟八、所述測試模式頻率計算電路在時間窗口 TWIND對0SC輸出時鐘進行計數(shù)， 并計算出輸出頻率值。
[0081]步驟九、所述標(biāo)志產(chǎn)生電路根據(jù)所述測試模式頻率計算電路的輸出頻率值輸出標(biāo)志位及由B⑶編碼表示的0SC時鐘頻率。
[0082]步驟七到步驟九為本發(fā)明的頻率測試模式:產(chǎn)生時間窗并計算0SC頻率，之后串行輸出標(biāo)志位用于測試機探測，最后輸出換算出的0SC時鐘頻率。[〇〇83]完成步驟九之后，還可以將標(biāo)志產(chǎn)生電路連接到一模塊輸出端口，模塊輸出端口可在接收到標(biāo)志位后，串行輸出校準(zhǔn)之后的0SC的頻率值。然后，還可以將模塊輸出端口與一測試機連接，所述測試機串行接收頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分，并供以直接讀出0SC的頻率。
[0084]在本實施例中，頻率校準(zhǔn)模式完成之后，0SC振蕩器接收校準(zhǔn)后的參數(shù)PARAM并輸出與校準(zhǔn)后參數(shù)PARAM值相對應(yīng)的校準(zhǔn)后時鐘信號，此時可以將工作模式變?yōu)轭l率測試模式，在頻率測試模式下完成對校準(zhǔn)后頻率的測試并輸出頻率測試結(jié)果。
[0085]在本實施例中，0SC自動校準(zhǔn)測試電路根據(jù)模式選擇模塊判斷電路的工作模式。在頻率校準(zhǔn)模式下與0SC振蕩器形成反饋系統(tǒng)，通過算法自動調(diào)節(jié)校準(zhǔn)參數(shù)PARAM，來調(diào)節(jié)0SC 振蕩器的輸出頻率;在頻率測試模式下，通過輸出端口串行輸出校準(zhǔn)之后的0SC的頻率值。
[0086]在自動校準(zhǔn)頻率時，由于頻率隨參數(shù)PARAM值變化單調(diào)遞增，則在某些參數(shù)PARAM 下，由于時鐘頻率高會導(dǎo)致電路發(fā)生工作不正常。本發(fā)明通過趨勢判斷電路監(jiān)測校準(zhǔn)計數(shù)的絕對誤差值，當(dāng)絕對誤差趨勢增大，則提前結(jié)束本次自動校準(zhǔn)，同時輸出絕對誤差值最小時的校準(zhǔn)參數(shù)PARAM值，避免產(chǎn)生過高的時鐘頻率。
[0087]本發(fā)明同時可將校準(zhǔn)之后的0SC時鐘頻率計算并串行輸出，解決了測試機測試OSC 頻率誤差較大的問題?？赏ㄟ^模塊輸出端口直接讀出0SC的頻率，且誤差范圍小于千分之〇
[0088]圖3為本發(fā)明一實施例的0SC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法流程圖:使能信號拉高， 開始0SC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)測試。
[0089]首先，在模式選擇電路下選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式，若模式選擇信號為一(YES)，則進入頻率校準(zhǔn)模式，若模式選擇信號不為一(N0)，則進入頻率測試模式。
[0090]在頻率校準(zhǔn)模式下，首先設(shè)置初始值PARAM，設(shè)置計數(shù)參考值，然后校準(zhǔn)模式計數(shù)電路在TPWIN內(nèi)對0SC時鐘信號計數(shù)，然后絕對誤差計算電路將計數(shù)值與計數(shù)參考值相減得到誤差deltaF，然后趨勢判斷電路讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，并判斷當(dāng)前絕對誤差是否是第一次計數(shù)的絕對誤差，即對應(yīng)于是否是第一次讀取的絕對誤差值，如果是第一次讀取的絕對誤差值(YES)，則參數(shù)調(diào)整電路直接根據(jù)誤差deltaF的大小和符號進行PARAM的調(diào)整;如果不是第一次讀取的絕對誤差值(N0)，則趨勢判斷電路繼續(xù)比較當(dāng)前的絕對誤差deltaF與前一次的絕對誤差deltaF_pre的大小來判斷絕對誤差的變化趨勢，此時有兩種可能性結(jié)果:若比較結(jié)果是當(dāng)前的絕對誤差值deltaF大于前一次的絕對誤差值 de 1 taF_pre (YES)，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的校準(zhǔn)參數(shù)值PARAM并保持，若比較結(jié)果不是當(dāng)前的絕對誤差值deltaF大于前一次的絕對誤差值deltaF_pre(N0)，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，參數(shù)調(diào)整電路根據(jù)誤差 deltaF的符號進行PARAM加一或減一的搜索，繼續(xù)進行校準(zhǔn)步驟。[0091 ]在頻率測試模式下，測試模式頻率計算電路產(chǎn)生時間窗口 TWIND，并計算出0SC時鐘信號頻率，標(biāo)志產(chǎn)生電路輸出標(biāo)志位，串行輸出0SC頻率值，可通過模塊輸出端口直接讀出0SC的頻率。
[0092]圖4所示為本發(fā)明一實施例的頻率校準(zhǔn)模式時序圖，輸入外部時鐘，校準(zhǔn)使能及模式選擇信號開始頻率校準(zhǔn)。在頻率校準(zhǔn)模式下，校準(zhǔn)電路會產(chǎn)生多個時間窗TPWIN，對應(yīng)不同的校準(zhǔn)參數(shù)值PARAM。在每個參數(shù)值計數(shù)結(jié)束后，絕對誤差計算電路和趨勢判斷電路會根據(jù)誤差的絕對值及趨勢調(diào)整PARAM的值，隨后產(chǎn)生下一個時間窗TPWIN，開始下一次的計數(shù)。 當(dāng)絕對誤差值的趨勢從減小變成增大時，內(nèi)部校準(zhǔn)完成信號置高，并輸出校準(zhǔn)參數(shù)值 PARAMo
[0093]圖5為本發(fā)明一實施例的頻率測試模式時序圖。輸入外部時鐘，校準(zhǔn)使能及模式選擇信號開始頻率測試及輸出。在頻率測試模式下，測試電路會產(chǎn)生一個時間窗，并完成當(dāng)前校準(zhǔn)參數(shù)值下的0SC頻率計數(shù)。計數(shù)完成后，標(biāo)志位產(chǎn)生電路產(chǎn)生并輸出N個比特的固定標(biāo)準(zhǔn)位(N>1 )，同時將計數(shù)值換算成0SC的頻率值，并輸出頻率值的整數(shù)及小數(shù)部分。
[0094]綜上所述，上述各實施例及附圖僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，皆應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:參數(shù)調(diào)整電路、OSC振蕩器、模式選擇電路、校準(zhǔn)模式計數(shù)電路、絕對誤差計算電路、趨勢判斷電路、測試模式頻率計算電路和標(biāo)志產(chǎn)生電路； 所述參數(shù)調(diào)整電路的輸出端輸出參數(shù)到所述OSC振蕩器； 所述OSC振蕩器的輸出端輸出一個OSC時鐘信號到校準(zhǔn)模式計數(shù)電路或測試模式頻率計算電路，所述時鐘信號的頻率大小由所述參數(shù)調(diào)節(jié)，所述參數(shù)越大則所述時鐘信號的頻率越大，所述參數(shù)越小則所述時鐘信號的頻率越??； 所述模式選擇電路，連接校準(zhǔn)模式計數(shù)電路及測試模式頻率計算電路，通過輸入控制信號，選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式； 所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路，在頻率校準(zhǔn)模式下接收OSC振蕩器的輸出端輸出的所述時鐘信號，產(chǎn)生時間窗口 TPWIN，控制對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)； 所述絕對誤差計算電路，接收所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)值，計算計數(shù)值與計數(shù)參考值的絕對誤差得到計算結(jié)果； 所述趨勢判斷電路，讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，判斷當(dāng)前讀取的絕對誤差是否是第一次讀取，以及通過比較當(dāng)前的絕對誤差值與前一次的絕對誤差值的大小來判斷絕對誤差的變化趨勢，從而判斷所述OSC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷頻率自動校準(zhǔn)是否成功，共有如下三種情況: 第一種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差是第一次讀取，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，此時所述趨勢判斷電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及絕對誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路；第二種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值小于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變小的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，此時所述趨勢判斷電路輸出一與絕對誤差值成比例的步進值以及絕對誤差的符號到參數(shù)調(diào)整電路； 第三種情況對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值大于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變大的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的校準(zhǔn)參數(shù)值并保持； 所述參數(shù)調(diào)整電路，讀取所述趨勢判斷電路輸出的步進值以及絕對誤差的符號，根據(jù)步進值以及誤差的符號調(diào)整參數(shù)； 所述測試模式頻率計算電路，在頻率測試模式下接收OSC振蕩器的輸出端輸出的時鐘信號，在時間窗口 TWIND對所述時鐘信號進行計數(shù)，并計算出輸出頻率值； 所述標(biāo)志產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出標(biāo)志位，該標(biāo)志位作為所述測試模式頻率計算電路計算出的輸出頻率值的數(shù)據(jù)包頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕對誤差計算電路內(nèi)部設(shè)置一寄存器，所述寄存器記錄校準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)所述第三種情況出現(xiàn)時，參數(shù)調(diào)整電路停止調(diào)整并直接切換該最小誤差時所對應(yīng)的參數(shù)并保持。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述參數(shù)調(diào)整電路調(diào)整所述參數(shù)時，當(dāng)誤差值符號為負時，參數(shù)增加一個所輸入的步進值；當(dāng)誤差值符號為正時，參數(shù)減少一個所輸入的步進值調(diào)整。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述步進值設(shè)置為整數(shù)值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述標(biāo)志 產(chǎn)生電路連接一模塊輸出端口，所述模塊輸出端口可在接收到標(biāo)志位后，串行輸出校準(zhǔn)之 后的OSC的頻率值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模塊 輸出端口連接一測試機，所述測試機串行接收頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分，并供以直接 讀出OSC的頻率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的電路結(jié)構(gòu)的自動校準(zhǔn)及測試的方 法，其特征在于，包括如下步驟:步驟一、在模式選擇電路下選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式或頻率測試模式。然后執(zhí)行 步驟二或步驟七。步驟二、當(dāng)選擇工作模式為頻率校準(zhǔn)模式時，所述參數(shù)調(diào)整電路將所述參數(shù)設(shè)置為參 數(shù)中間值并設(shè)置計數(shù)參考值。步驟三、所述OSC振蕩器的輸出端輸出一頻率與所述參數(shù)相對應(yīng)的時鐘信號到校準(zhǔn)模 式計數(shù)電路。步驟四、所述校準(zhǔn)模式計數(shù)電路，接收所述時鐘信號，控制對所述時鐘信號的頻率的計數(shù)。步驟五、絕對誤差計算電路計算計數(shù)值與計數(shù)參考值的絕對誤差得到計算結(jié)果。步驟六、趨勢判斷電路讀取絕對誤差計算電路計算出的絕對誤差，判斷當(dāng)前讀取的絕 對誤差是否是第一次讀取，以及通過比較當(dāng)前的絕對誤差值與前一次的絕對誤差值的大小 來判斷絕對誤差的變化趨勢，從而判斷所述OSC振蕩器的頻率自動校準(zhǔn)是否結(jié)束以及判斷 頻率自動校準(zhǔn)是否成功:所述第一種情況或所述第二種情況出現(xiàn)時，則頻率自動校準(zhǔn)未結(jié)束，參數(shù)調(diào)整電路接 收趨勢判斷電路輸出的步進值以及絕對誤差的符號，根據(jù)步進值以及絕對誤差的符號調(diào)整 參數(shù)；當(dāng)絕對誤差符號為負時，參數(shù)增加一個所輸入的步進值；當(dāng)絕對誤差符號為正時，參 數(shù)減少一個所輸入的步進值調(diào)整。所述參數(shù)調(diào)整電路的所述參數(shù)改變后跳轉(zhuǎn)到步驟三繼續(xù) 執(zhí)行校準(zhǔn)；所述第三種情況出現(xiàn)時，對應(yīng)于當(dāng)前絕對誤差不是第一次讀取且當(dāng)前的絕對誤差值大 于前一次的絕對誤差值時，絕對誤差為變大的趨勢，則頻率自動校準(zhǔn)停止，此時參數(shù)調(diào)整電 路停止調(diào)整且直接輸出一絕對誤差值最小時的參數(shù)并保持，頻率校準(zhǔn)成功。步驟七、當(dāng)選擇工作模式為頻率測試模式時，所述OSC振蕩器接收校準(zhǔn)后的參數(shù)并輸出 一頻率與之相對應(yīng)的時鐘信號到測試模式頻率計算電路。步驟八、所述測試模式頻率計算電路在時間窗口 TWIND對OSC輸出時鐘進行計數(shù)，并計 算出輸出頻率值。步驟九、根據(jù)所述測試模式頻率計算電路的輸出頻率值輸出標(biāo)志位及OSC時鐘頻率值 的整數(shù)部分及小數(shù)部分。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法，其特征在于，所述標(biāo)志產(chǎn)生 電路連接一模塊輸出端口，所述模塊輸出端口可在接收到標(biāo)志位后，串行輸出校準(zhǔn)之后的 OSC的頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的OSC頻率自動校準(zhǔn)及測試的方法，其特征在于，所述模塊輸出 端口連接一測試機，所述測試機串行接收頻率值的整數(shù)部分及小數(shù)部分，并供以直接讀出 0SC的頻率。
【文檔編號】H03L7/24GK106059579SQ201610485393
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】高璐
【申請人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司