[发明专利]一种通用异步收发器内置传输时钟的校准方法

说明书

本发明是一种通用异步收发器内置传输时钟的校准方法，本发明是通过在通用异步收发传输数据之前，发送机发送三个传输校准字，接收机接收三个传输校准字，根据校准字的接收情况，找到对应时钟校准系数，实现校准通用异步收发器内置传输时钟，以保证通用异步收发稳定进行。本发明通过三个传输校准字，降低了对通用异步收发器内置传输时钟的精度要求，以校准后的时钟进行数据传输，提高了通用异步收发的稳定性。

技术领域

本发明属于集成电路芯片的设计领域，具体涉及通用异步收发器内置传输时钟的校准方法。

背景技术

通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称做UART，是实现设备之间低速数据通信的标准协议。其只需占用两根线就可以完成数据的收发(一根接收数据，一根发送数据)，因其协议简单被广泛集成于微处理器，作为数据传输或是调试接口。

通用异步收发器为完全异步数据传输，传统实现方式都存在数据传输过程中的误差积累，当误差积累到约0.5个传输位时间时，则会导致数据传输错误。以12bit的一帧数据(1个起始位，8个数据位，1个校验位，2个停止位)为例，对于±5％时钟精度的通用异步收发器，在传输最后1个bit时，波特率积累的误差已经达到5％*12＝60％，超过50％的阈值，该位的传输可能产生错误。因此对于通用异步收发器而言，时钟精度至少达到±4％，才能保证波特率积累误差小于0.5bit，考虑到芯片温度，电压，工艺偏差及电磁场等工作环境的影响，如此精度的时钟对设计提出了很大的挑战，尤其针对低成本的芯片，是不可接受的。

发明内容

本发明的目的，提供一种通用异步收发器内置传输时钟的校准方法，降低了通用异步收发器内置传输时钟的精度要求，提高了通用异步收发的稳定性。

本发明的核心思想是通过在通用异步收发传输数据之前，发送机发送三个传输校准字，接收机接收三个传输校准字，根据校准字的接收情况，找到对应时钟校准系数，实现校准通用异步收发器内置传输时钟，实现低精度时钟下通用异步收发器的稳定传输。详细的技术方案描述如下：

本发明的方法主要包括如下步骤：

步骤1通用异步收发器发送机(102)在传输数据之前，发送第一个传输校准字(106)，给通用异步收发器接收机(104)；步骤2接收机(104)在校准策略(112)中，根据校准字的接收情况，判断是否需要使用校准参数对通用异步收发器内置传输时钟进行校准，并采取动作；步骤3通用异步收发器发送机(102)发送第二个传输校准字(108)；步骤4接收机(104)在校准策略(112)中，根据校准字的接收情况，判断是否需要校准，并采取动作；步骤5通用异步收发器发送机(102)发送第三个传输校准字(110)；步骤6接收机(104)在校准策略(112)中，根据校准字的接收情况，判断是否需要校准，并采取动作，完成对通用异步收发器内置传输时钟的校准。

所述通用异步收发器发送机(102)则是通用异步收发器发送动作的实施方，本发明中使用约定波特率，按照约定比特流格式，以特定的时间间隔，发送第一个传输校准字(106)，第二个传输校准字(108)和第三个传输校准字(110)。约定波特率可以是任意的常用波特率，包括：921600bps，460800bps，230400bps，115200bps，57600bps，38400bps，19200bps，9600bps。约定比特流格式包括：例如1个起始位+8个数据位+无校验位+1/1.5/2个停止位，1个起始位+8个数据位+1个偶校验位+1/1.5/2个停止位，1个起始位+6个数据位+无校验位+1/1.5/2个停止位，1个起始位+7个数据位+1个偶校验位+1/1.5/2个停止位。

所述通用异步收发器接收机(104)则是通用异步收发器接收动作的实施方，本发明中使用约定波特率，按照约定比特流格式，接收第一个传输校准字(106)，第二个传输校准字(108)和第三个传输校准字(110)，并根据校准策略(112)，实现通用异步收发器内置传输时钟的校准。