[发明专利]一种应用于USB从设备时钟系统的自校正算法

摘要

本发明公开了一种应用于USB从设备时钟系统的自校正算法，旨在为USB从设备快速提供精确的时钟信号。该算法主要利用USB通信中连续SOF（Start Of Frame，起始帧）之间固定1ms包间隔的时间标度和振荡器的线性频率特性进行实现。首先，通过线性调节振荡器频率实现从设备正确识别SOF，同时产生最优的一级粗调控制码（Ctrl_Coarse_First）；其次，在二级粗调阶段，基于每次粗调结果逐步修调目标校正频率（F_aim），获得二级粗调控制码（Ctrl_Coarse_Sec）；最后，基于每次微调结果逐步修调目标校正频率（F_aim），获得满足频率精度要求的微调控制码，最终输出精确的USB时钟。本发明适用于USB接口芯片、MCU控制芯片等时钟校正实现。

主权项

1.一种应用于USB从设备时钟系统的自校正算法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：设置粗调权重为W_Coare₀，W_Coare₁，...，W_Coare_n‑1，微调权重为W_Fine₀，W_ Fine ₁，...，W_ Fine _m‑1，粗调控制码为b0= b1=... b_n‑1=0，微调控制码为a0=a1=... a_m‑1=0，振荡器输出最低频率；步骤二：一级校正开始工作，粗调控制码逐渐增大，振荡器频率逐渐提高，SOF校正模块从无法识别SOF到正确识别SOF，再到无法识别SOF，抛弃第一次识别SOF的粗调控制码和最后一次识别SOF的粗调控制码，通过加权处理获得最优粗调控制码（Ctrl_Code_First）；步骤三：自校正系统进入二级粗调校正模式，此时粗调权重为W_1（W_1=b0*W_Coare₀+ b1* W_Coare₁+... +b_n‑1* W_Coare_n‑1），微调控制码为a0=a1=... a_m‑1=0，粗调计数器CNT1开始工作，获得粗调频率为Fre(i)，判断频率偏差是否进入二级粗调误差范围内，若在二级粗调误差范围内，则二级粗调校正完成，否则重新修正目标校正频率F_aim，然后开始下一次的二级粗调校正，重复上述步骤；若在允许的二次粗调次数内，二级粗调频率进入目标频率范围内，则二级粗调校正结束，校正成功；否则校正失败；步骤四：自校正系统完成二级粗调校正模式后开始进入微调模式，此时粗调权重为W_1’（W_1’=b0’*W_Coare₀+b1’*W_Coare₁+... +b_n‑1’*W_Coare_n‑1），微调权重为W_2（W_2=a0*W_ Fine ₀+ a1* W_ Fine ₁+... +a_m‑1* W_ Fine _m‑1），微调计数器CNT2开始工作，获得微频率为Fre(j)，判断频率偏差是否进入微调误差范围内，若在微调误差范围内，则微调校正完成，否则重新修正目标校正频率F_aim，然后开始下一次的微调校正，重复上述步骤；若在允许的微调次数内，微调频率进入目标频率范围内，则微调校正结束，校正成功；否则校正失败。