改进的低功率振荡器的制造方法

改进的低功率振荡器的制造方法
【专利摘要】公开了一种校准第一振荡器(102)的方法。测量温度来获得测量出的温度值并作出所述测量出的温度值是否与至少一个先前测量出的温度值有超过阈值量的差异的确定。如果所述测量出的温度与至少一个先前测量出的温度有超过所述阈值量的差异，使用参考振荡器(108、110)来校准第一振荡器(102)。
【专利说明】改进的低功率振荡器
[0001] 本发明一般涉及精确的电子振荡器，特别地涉及电子振荡器的校准。
[0002] 许多电子电路需要时钟源。它通常是在包括微处理器的电路中的高频晶体振荡 器。然而，这种高频晶体振荡器耗取显著的电流。对于功率敏感的应用而言，因此会希望对 某些定时功能，附加或替代地，使用相对低功率、低频率的时钟源。
[0003] 这种安排在电池供电的设备中尤为可取，其中，可以通过在尽可能多的时间保持 主微处理器及其高频晶体掉电来保护电池的寿命。在这种情形中可以使用低频振荡器和相 关联的计时器，以最小的功耗(例如，满足低平均功率传输协议，如下文将解释的)在精确的 时间为微控制器和高频晶体产生唤醒信号。
[0004]通常，使用低频晶体振荡器(例如，32.768千赫兹晶体)或弛张振荡器电路（例如， 电阻-电容(RC)振荡器)产生低频率的时钟信号。
[0005] 32.768千赫兹晶体振荡器可以相对较低的电流消耗(例如0.5微安）提供高精度 (例如，百万分之+/_30(ppm))。但是，它需要外部晶体，该外部晶体是大的、分立元件，从而 占用了印刷电路板(PCB)上相当大的空间。在空间受限的设备中（诸如移动电话），这会是一 个显著的缺点。它还需要两个额外的芯片引脚，以便连接到集成电路。此外，外部晶体会显 著增加电路的总物料清单(bill of material)。
[0006] 与此相反，完全集成的弛张振荡器电路不占用芯片引脚，并且避免了对外部元件 的需求。它也比晶体便宜相当多，并且可以具有与晶体振荡器相似的低电流消耗。然而，它 远不如晶体精确，具有的典型精度为+/-300,000ppm。通过精细校准(例如，通过适当地调整 可编程电阻），这一精度可以提高到大约+/_10,000ppm，但这仍然是一个比晶体振荡器差 300至1000倍的系数。
[0007] 精确的定时往往是在应用中实现良好功率效率的关键。这在使用基于分组传输和 时分多路复用(TDM)的低功率无线电系统中尤为符合。在这种情况下，从设备上的大部分电 路可以睡眠大部分的时间，通过使用低频计时器在正确的时间唤醒必需部分，以接收和处 理来自主发送器的传入分组。如果每秒发送500微秒的分组，那么接收和确认分组可只需要 1晕秒左右。因此，通过精确的时钟，该系统在尚达99.9%的时间内大幅掉电是可能的。
[0008] 但是，如果驱动计时器的低频时钟是不精确的，那么必需要适当地提前打开无线 电接收窗口，以最小化由于时钟运行慢而引起的发送分组丢失的机会。因为接收器电路和 微处理器必须在必要之前被唤醒，不精确时钟因而导致了功率浪费。即使振荡器精度为+/_ 10,000ppm(诸如被很好校准的弛张振荡器可达到的），微控制器仍然必须在空闲时间段结 束前的1%被唤醒，即，对于1秒的空闲时间段而言提前10毫秒。于是接收器将被唤醒达11毫 秒而不是理想的1毫秒，导致从设备电池寿命的大幅减少。
[0009] 英国第2488013号专利描述了一种改进的低功率振荡器，其能实现+/-100ppm的精 度。使用被配置为在第一频率和第二频率之间切换的低频率振荡器(诸如RC振荡器)来获得 这一精度。切换按照表示目标频率的输入所确定的间隔发生，从而使得振荡器的平均输出 频率接近目标频率。振荡器因此改进了用于驱动从设备的计时器，一定程度上缓解了上述 问题。
[0010] 然而，诸如RC振荡器的低功率振荡器通常将不会长时间运行并且保持恒定、精准 的频率，尤其在诸如温度和其他因素的环境条件变化的时候。因此低功率振荡器需要被校 准以保证维持恒定、精准的频率，否则使用振荡器的设备的功率效率将因上述解释的原因 而作出妥协。然而，校准需要精准的参考时钟，诸如高功率晶体振荡器。参考时钟需要在每 次使用时上电，这也不利于设备的功率效率。因此依然需要改进的低功率振荡器，其至少通 过减轻与校准相关联的高功率需求的问题进一步增加依靠低功率振荡器来计时的从设备 的电池寿命。
[0011] 本发明谋求提供一种改进的低功率振荡器。
[0012] 本发明提供一种校准第一振荡器的方法，包括：
[0013] 测量温度来获得测量出的温度值；
[0014]确定所述测量出的温度值是否与至少一个先前测量出的温度值有超过阈值量的 差异；以及
[0015] 如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测量出的温度有超过所述阈值量的 差异，使用参考振荡器来校准第一振荡器。
[0016] 本发明扩展至装置，包括：
[0017] 第一振荡器；
[0018] 参考振荡器；
[0019] 温度传感设备；
[0020] 用于校准所述第一振荡器的校准设备；
[0021] 其中所述装置被设置为确定由所述温度传感设备测量的温度值是否与所述至少 一个先前测量出的温度值有超过阈值量的差异，以及如果所述测量出的温度与所述至少一 个先前测量出的温度有超过所述阈值量的差异，使用所述参考振荡器来校准所述第一振荡 器。
[0022] -些或全部的上述装置可以设置在通用集成电路上。然而，在一组实施例中，参考 振荡器是外部的。在一些实施例中，温度传感设备可以是外部的。本发明因此扩展至集成电 路，该集成电路包括上文列出的装置特征但是其中具有代替参考振荡器的用于接收来自参 考振荡器的信号的输入和/或代替温度传感设备的用于接收来来自温度传感设备的信号的 输入。
[0023] 本发明扩展至软件以及承载软件的载体，当其在适当的处理器上运行时，配置处 理器通过执行以下步骤来校准第一振荡器：
[0024]接收测量出的温度值；
[0025] 确定所述测量出的温度值是否与至少一个先前测量出的温度值有超过阈值量的 差异；以及
[0026] 如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测量出的温度有超过所述阈值量的 差异，使用参考振荡器来校准第一振荡器。
[0027] 因此根据本发明，当温度与测量值有超过阈值量的差异时，通过参考振荡器来校 准振荡器。
【申请人】已经鉴别出某些振荡器(例如低频RC振荡器)可以在固定温度具有稳定的 频率，即如果振荡器保持在该温度，或者如果已经在不同温度下运行的振荡器返回至该温 度，振荡器的振荡频率在任何给定温度下是相同的或基本相同的。通过使用此类振荡器的 这一性能来校准低功率第一振荡器，该低功率第一振荡器在因温度变化时有必要使用但在 其他时间很少或根本不使用高功率参考振荡器，减小了参考振荡器必须上电的时间量。这 减小了总的功率消耗。
[0028]因此，在一组优选实施例中，当请求校准第一振荡器时，发出给参考振荡器上电的 请求。这允许参考振荡器在不被请求时掉电。然而，可以为了其他目的而请求参考振荡器 (例如，作为机载微处理器的时钟），并且因此当请求校准时和/或执行校准之后的剩余运行 时，参考振荡器可能已经运行了。
[0029]在一组实施例中，第一振荡器是RC振荡器。这具有相对低的功率消耗。然而，可以 使用其他类型的振荡器，例如，第一振荡器可以是环形振荡器。第一振荡器的频率可以低于 参考振荡器的频率。
[0030] 参考振荡器可以是高频RC振荡器或晶体振荡器。参考振荡器优选具有基本上与温 度独立的振荡频率。
[0031] 在一些环境下或一些应用中，温度可以在长时间内不显著变化。然而，第一振荡器 的运行及由此而来的第一振荡器的精度可受到温度以外的其他因素（例如本底漂移 (background drift))的影响。因此，在一些实施例中即便不由温度促发，第一振荡器被周 期性地校准。由于振荡器响应温度测量而被校准，如果预定时间段已过，可以执行周期校 准。此类校准之间的间隔可以是固定或可变的。在一些实施例中，间隔可以根据与第一振荡 器的历史精度相关的数据而变化。例如，如果第一振荡器被确定为较精准(例如，因为电路 没有受到温度以外其他因素的显著影响），可以增加校准之间的间隔。这可以延长参考振荡 器的睡眠时间，从而节省功率。
[0032] 在一组实施例中，按照定期的间隔测量温度-例如，响应由计时器提供的信号。应 该保证温度被充分频繁地监控以检测显著的温度变化并根据需要校准振荡器。如果执行 "本底"周期校准，还可以测量温度。在一些实施例中，由包括温度传感器的异电路来测量温 度。异步电路可以连续监控温度。如果温度变化与最近发送中断信号时的温度相比超过一 定量，异步电路可以发送中断信号至校准设备。中断信号可包括温度数据或可简单促发温 度测量设备的质询。
[0033] 至少一个先前测量出的温度值可以存储在存储器中。在一组实施例中，仅对测量 出的温度与第一振荡器最近被校准时测量的温度作出比较。只要温度变化达阈值量，第一 振荡器将因此被校准，该阈值量应被设置为例如保证如果温度的变化足够显著使得先前的 校准对于满足特定的精度而言不够精准，校准振荡器。
[0034]根据另一组实施例，且尤其鉴于
【申请人】的观察某些振荡器(例如低频率RC振荡器） 在给定温度是稳定的，多个先前测量出的温度值存储在存储器中并与随后的温度测量作比 较。这使得与在不同温度执行的校准对应的多个校准结果被存储在查找表中。校准结果可 以是值，例如偏置值，修正值或偏移值，其可以用于修正振荡器而不必使用参考振荡器来重 新校准。
[0035] 该设备的优点在于仅当温度与全部先前存储的值有阈值量的差异时，才允许执行 新的校准。这将减小进一步校准的数目（并且因此减小功率消耗）。
[0036] 存储器中的每个温度值可具有相关联的校准结果。当执行新的校准时，测量出的 温度值和对应的校准结果可以被添加至存储器。这使得能够建立设备-专用查找表，其可以 逐渐减小对于温度所促发的校准的需要。
[0037]如上所述，第一振荡器的精度可受到除温度以外的其他因素的影响。因此间或地 (例如周期性地)在存储器中已经有校准结果的温度或接近该温度时校准第一振荡器是有 利的。当执行该校准时，可以更新存储器中与该温度相对应的校准结果。可任选地，如果该 温度与存储的温度并不完全相同，也可以存储该温度。
[0038] 参考振荡器可以是任何适当的类型。例如，高频率RC振荡器和晶体振荡器二者都 可以提供高精度计时。然而，由温度传感器提供的测量出的温度值可以取决于由参考振荡 器提供至温度传感器的参考频率。例如，温度传感器可以使用环形振荡器，其具有取决于温 度的频率，其中取决于温度的频率与来自参考振荡器的参考频率作比较以确定温度。温度 测量因此可取决于参考振荡器，该参考振荡器提供参考频率，例如参考振荡器的类型(高频 RC振荡器，晶体振荡器等）。
[0039] 虽然需要功率来运行参考振荡器，例如，如果参考振荡器是晶体振荡器或者高频 RC振荡器，通常执行温度测量比校准更快(例如，与10ms相比达到lOys的量级），并且因此相 比校准温度测量所需的能量更少。与涉及频繁校准的方法相比，频繁的温度测量和少有的 校准因此还提供显著的能量节省。
[0040] 在一组实施例中，提供多个参考振荡器。这些振荡器可以是不同的类型。在一组实 施例中，先前存储的温度值与哪个参考振荡器(例如什么类型的参考传感器)被用于执行测 量的指示相关联。存储器因此可以包括每个振荡器的先前测量出的温度值。例如，如果参考 振荡器是第一类型（例如晶体振荡器），测量出的温度值可以记录至第一存储器位置，以及 如果参考振荡器是不同于第一类型的第二类型(例如高频率RC振荡器），测量出的温度值可 以记录至第二存储位置。
[0041] 在设备具有多个参考振荡器的情况，优选设置使用已经运行的参考振荡器以便执 行校准。这比尤其为了校准的目的而上电振荡器更加节能。
[0042] 在一组实施例中，存储器包括温度值及相关联校准结果的多个数据集，其中多个 数据集中的每个数据集对应于不同的参考振荡器。这允许按上述说明的方式为每个参考振 荡器建立查找表。
[0043] 涉及测量温度的步骤、确定是否已经有温度变化的步骤以及可任选地将指示已经 有温度变化的信号从温度测量模块发送至中央处理器的步骤自动发生是期望的。特别期望 的是这些步骤由硬件自动执行。因此，与软件的交互有利地被限制在已经有上述阈值温度 变化时执行的步骤中。
[0044] 在一些实施例中，温度由温度传感器测量，该传感器具有自动被配置为测量温度 的硬件，例如，周期性地、连续地、根据采样调度表、响应于事件，或者如先前讨论的在温度 变化达特定量时。与先前测量出的温度值加上和减去阈值量分别对应的上限温度阈值和下 限温度阈值可以被提供给硬件或由硬件限定。硬件还可以被配置为确定测量出的温度值是 否超过一上限阈值或超过所述上限阈值或者低于一下限阈值或低于所述下限阈值。硬件还 可以被自动配置为提供信号来指示温度已经超过一上限阈值或超过所述上限阈值，或者低 于一下限阈值或低于所述下限阈值，并在此后基于测量出的温度值自动更新上限阈值和下 限阈值。
[0045] 第一振荡器频率对温度的依赖可以是或者可以不是线性的。例如，在一些温度，频 率可以随着温度显著变化，并因此在一些温度范围内，即使温度变化较小，也需要校准。相 反地，在一些温度范围内，频率可以随温度变化很小，并因此在一些温度范围内，仅当有较 大的温度变化时才需要校准。因此，在本发明的一些实施例中，针对不同的温度或者不同的 温度范围，阈值量可以被指定不同的值。阈值量可以根据参考振荡器的类型被指定不同的 值。可以有其他相关因素引起不同的阈值量，使得阈值量通常不一定是固定的。
[0046] 不必将先前测量的温度值作为直接温度值存储。例如，其可以被记录为与固定的 特定温度值的偏差，或者可以被相应地记录到并不直接为温度值的表达式。
[0047] 随后的段落描述了根据本发明一些实施例的可任选特征。这些特征限定可以构成 上述详细说明的第一振荡器的振荡器。然而，在本发明的其他实施例中可以使用其他类型 的振荡器。通过在第一频率和第二频率之间进行切换，振荡器输出接近目标频率的平均频 率。
[0048] 第一振荡器的校准可以包括如下进一步描述的粗略校准和/或细致校准。校准结 果可以包括与粗略校准和细致校准中任一者或两者有关的校准值，和/或与目标频率有关 的校准值。
[0049] 振荡器可以被配置为在第一频率和第二频率之间切换;并且可以提供切换装置， 该切换装置被配置为接收表示目标频率的输入以及按照由该输入确定的间隔在第一频率 和第二频率之间切换振荡器，从而使得振荡器的平均输出频率接近目标频率。
[0050] 包括此类振荡器的集成电路可以进一步包括微处理器或微控制器(例如，片上系 统)。
[0051] 通过适当配置两个输出频率之间的切换模式，振荡器可以合成完全等同或接近于 目标频率（当平均多个周期）的输出频率。振荡器可以被校准以产生理想的、有效的输出频 率，其精准度远高于通过简单使用固定电容器与固定或可编程电阻器结合的已知RC振荡器 可行的精准度。
[0052]
【申请人】相信使用具有此类振荡器的实施例能够获得+/-100ppm的精度，其大约比 传统的校准RC振荡器优异约100倍。该精度接近晶体振荡器的精度，但无需晶体的成本和空 间需求，同时还具有低频率晶体的低功率特征。
[0053]优选地，两个频率是相似的，这使得输出频率能够被精准和平稳地控制。因此，第 一频率和第二频率中的高频率优选比这两个频率中的低频率的两倍小;更优选地小于10 % 高频率且最优选大约3%高频率。例如，两个频率之间的比值可以是33: 32或者大约为33: 32。该比率被理想地设置使得两个频率之间的差异(可以是绝对或相对的）比由一个或另一 个频率能够调整(例如，通过控制振荡器的电流源)的最小增量要更宽。以此方法，在一个或 两个振荡器频率的粗略校准之后保留的任何误差可以通过在两个频率之间的适当切换被 校正。
[0054]在正常运行下，目标频率应该具有在第一频率和第二频率之间的某个值。
[0055] 因为振荡器的输出可以被非常精准地控制，在使用振荡器电路的输出和使用一些 其他时钟源(诸如晶体振荡器或者由高频时钟合成的低频时钟）的输出之间无缝地切换是 可行的。
[0056] 至切换装置的输入可以包括表示目标频率的数字信号或模拟信号。在一些实施例 中，输入包括或编码指示在第一频率和第二频率之间的切换比率的值。该比率可以表示相 比第二频率而言振荡器应当在第一频率运行的振荡器周期的比例。例如，输入可以包括数 字值(例如，10比特数），其指示每1024个周期内振荡器应当在两个频率中的低频率运行的 振荡器周期数量。切换装置可以确定在一段时间内如何在两个频率之间切换(切换模式）， 从而满足所指示的比率。
[0057]根据本发明详细描述的校准设备可以是校准控制器。至切换装置的输入可以由校 准控制器来提供，该校准控制器可以形成第一振荡器的部分或与其分离。校准控制器可以 被配置为每隔一段时间执行(精准的)振荡器的校准，从而产生要被提供至振荡器的经更新 的输入。
[0058]比照参考振荡器产生的参考时钟来校准第一振荡器，参考振荡器可以是晶体振荡 器，诸如连接至微处理器的较高频率的晶体(例如，晶体的振荡快于当前振荡器电路的目标 频率1、2或3个数量级）。因为校准操作通常仅需要当温度显著变化时执行，不必须给高频晶 体连续地或频繁地上电，因此使得本发明实现节能是可行的。
[0059] 第一振荡器优选完全集成在半导体衬底上。这使得其非常紧凑且无需增加物料清 单便能够并入电路。
[0060] 第一振荡器可以是任何适当的设计。例如，可以是张弛型振荡器或者环形振荡器。 然而，无论使用什么设计，优选能够在两个频率之间快速切换，例如从一个周期切换至下一 个周期，而没有源自先前周期频率设置的残余效应。
[0061] 第一振荡器电路可以包括电容可以在第一值和第二值之间变化的电荷存储装置 以及连接至该电荷存储装置的电流源，以形成振荡器，该振荡器被配置成当所述电容等于 第一值时以第一频率振荡，且当电容等于第二值时以第二频率振荡。切换装置随后被配置 为在按照由输入确定的间隔在第一电容值和第二电容值之间切换电荷存储装置。
[0062] 集成电路振荡器的操作方法，其中振荡器包括电容可以在第一值和第二值之间变 化的电荷存储装置以及连接至该电荷存储装置的电流源，以形成当所述电容等于第一值时 以第一频率振荡且当电容等于第二值时以第二频率振荡的振荡器，所述方法可以包括按照 由目标频率确定的间隔在第一电容值和第二电容值之间切换电荷存储装置，从而使得振荡 器的平均输出频率接近目标频率。
[0063] 电荷存储装置可以包括一个或多个电容器。所述电容器可以在第一电容值和第二 电容值之间连续变化，但优选被设置为在两个值之间离散变化。当然，可以使用超过两个电 容值，例如三个或更多值，其中切换装置被设置成在三个或更多个值之间切换。然而，仅使 用两个值的实施例的比使用超过两个的实施例的实现起来更简单，且仍提供全部所述的精 度和低功率的优点。
[0064] 电荷存储装置可以包括第一电容器、第二电容器以及开关，该第一电容器永久连 接至振荡器电路，该第二电容器能选择性地连接至电路(例如，与第一电容器串联或并联）， 该开关(例如，晶体管)设置为将第二电容器连接至电路或与电路断开，从而改变电荷存储 装置的总电容。第二电容器优选小于第一电容器，例如小于50 %或10 %的第一电容器的电 容，更优选为大约3%的电容，使得总电容在具有和不具有第二电容器时仅有大约3%的差 异。
[0065] 替换地，电荷存储装置可以包括第一电容器和第二电容器以及开关，该第一电容 器和第二电容器具有第一电容和第二电容，该开关设置为在某一时间将电容器和第二电容 器中的一个或另一个连接至振荡器电路。在此情况下，第二电容与第一电容优选有小于 50%或10%的差异，且最优选大约3%的差异。例如，电容比率可以是33:32。
[0066]应当理解在上述两个设置中，第一电容器或第二电容器实际不必包括单一集成结 构，而是可以包括多个电容器，所述多个电容器一起充当单一电荷存储。不同的电容器可以 可以用于时钟周期的每半个周期。
[0067] 电流源可以包括电阻装置(例如，一个或多个电阻器），或者任何其他适当的装置 (例如，有源电流源或晶体管电流源）。可以包括可编程的电源的电流传动装置（current gearing of source)〇
[0068] 切换装置可以以任何适合的方式在第一电容值和第二电容值之间切换，使得振荡 器的平均输出频率接近目标频率。平均输出可以是在预定时间周期(诸如预定数量个周期） 内的平均输出。
[0069] 当在一段适当周期内平均时（例如，在1024个周期内平均），振荡器的输出可以基 本上等于目标频率值，或者可以在可接受的误差范围或精准度内（例如加或减lOOppm)接近 目标频率。振荡器输出通常将不完全达到理论目标值。此外，当根据有限数目个周期的比率 执行频率切换操作时，即便在理想环境下，由于值的四舍五入影响也可能无法精确满足目 标频率。因此至切换装置的输入可以被确定为允许输入范围内的值，其给予在一段时间周 期内最接近目标频率的输出频率。
[0070] 切换装置可以被配置为跨越有限时间周期分布高频率周期和低频率周期，从而产 生相对平稳的输出。例如，可以被配置为在处于第二频率的频率周期中尽可能一致地分布 处于第一频率的频率周期。可以根据一些预定模式或分散特性，在第二频率周期中分布第 一频率周期。可以被配置为在一段时间周期内最大化频率变化数。通过适当配置频率切换， 振荡器的输出可以具有相比平均输出频率的最小的偏差(即，随时间最小的累积振动）。 [0071 ] 切换装置可以是任何适当的切换电路或组件。它可以包括Σ -Λ调制器，该调制器 被设置为在有限时间周期内，在处于第二频率的频率周期中尽可能一致地分布处于第一频 率的频率周期。
[0072] 为了有效地工作，第一频率的值和第二频率的值应该跨越目标输出频率的值。为 了支持目标输出范围，在一些实施例中，第一电容值和第二电容值中的一者或两者是可变 的。可以设置振荡器使得第一频率和第二频率中一者的值，优选两者的值取决于振荡器电 路内的可变电流的电平。振荡器可以包括可编程电流源，例如，包括可编程电阻器，或者可 编程电源的电流传动系统，其可以用于调整电流电平并因此改变第一频率或第二频率，或 者这两者。与通过切换装置可能控制的对输出频率的较精准的调节相比，该调节较粗略。
[0073] 可以执行粗略的校准，其中调节第一频率值或第二频率值或这两者使得它们跨越 目标频率(其中一个高于目标频率而另一个低于目标频率）。通过调节两个频率中较高的频 率，可以粗略校准振荡器，其中较低的频率确定作为较高频率的固定比率，或者作为相比更 高频率的常数偏移。
[0074] 可以比照参考(例如晶体振荡器，诸如系统时钟）进行粗略的校准。通过调节电流 源(例如通过调节一个或多个可编程电阻器)可以执行校准。电流源可以配置为以振荡器的 标称频率的百分比阶编程，例如2.5%阶。（标称频率可以是两个频率中的较高或较低频率， 或者中间频率，例如两个频率的平均值）。粗略校准的精度(例如2.5 % )优选好于较高频率 和较低频率之间的差(例如3% )，使得粗略校准之后任何的剩余误差总是可以通过精细的 校准操作被校正(描述如下）。此类粗略校准通常导致大约为+/_25, OOOppm的较高频率或较 低频率的频率精度，类似于传统的校准RC振荡器。
[0075] 附加地或替换地，可以执行精细的校准操作来产生至切换装置的输入，这导致振 荡器的输出频率接近目标频率。这可以导致大约+/-100ppm的振荡器最终精度。校准控制器 可以对参考时间段内第一频率和第二频率中每者的振荡输出周期计数，并且可以从这些计 数中导出至切换装置的输入，例如通过计算对于给定的目标输出频率振荡器应当以较低频 率执行的周期比率。
[0076] 目标输出频率可以提供至控制器。如果确定第一频率和第二频率不再跨越目标频 率(例如，当执行精细校准操作时），控制器可以被配置为执行粗略校准。
[0077] 当芯片被首次上电或重置时，可以执行粗略校准和/或精细校准。
[0078] 设置集成电路可以进一步包括微处理器或微控制器，其使用参考振荡器计时，并 且与参考振荡器同时或大约同时开启。
[0079]校准可以与正在开启的参考振荡器或微处理器或微控制器同时执行，或者在该开 启之前或之后的一段时间内执行。
[0080]装置-例如集成电路-可以包括形成全部或部分无线电发射器或接收器的电路，并 且根据使用第一振荡器作为时钟源实现的调度，被配置为发送或接收无线电分组。
[0081 ]装置可以被配置为：当振荡器正在校准时，提供源自一参考振荡器或所述参考振 荡器(例如晶体振荡器）的时钟信号，以及当它并不被校准时，输出源自其本身振荡的时钟 信号。以此方式，在校准过程中，时钟仍然有效。优选地，两个输出基本上是相同频率的（例 如，在振荡器精度的界限内）。由一种输出类型至另一种输出类型的转变优选在一个时钟周 期内完成，使得在输出信号中具有无缝转换。
[0082] 第一振荡器的输出可以被发送至计时器，例如位于与第一振荡器同一集成电路上 的计时器。该计时器可以用于控制部分电路(诸如微处理器、微控制器、无线电发射器组件、 无线电接收器组件等)的功率状态。
[0083] 将参考附图，仅以示例的方式描述本发明的某些优选实施例，其中：
[0084] 图1是根据本发明实施例的集成振荡器电路的组件交互的图示；
[0085] 图2是根据本发明又一实施例的集成振荡器电路的组件交互的图示；
[0086] 图3是体现本发明的振荡器电路的关键组件的概括示图；
[0087] 图4示出去往或来自电路的数字部分和模拟部分的信号的概括示图；
[0088] 图5是电路的数字组件的图示；
[0089] 图6是用于确定振荡器的切换模式的Σ-Λ调制电路的示图；
[0090] 图7是电路的模拟组件的图示；
[0091] 图8是模拟电路内电荷栗的电路图；以及 [0092]图9是校准功能的流程图。
[0093]图1示出根据本发明实施例的集成振荡器电路100的图示，其解说了电路组件的交 互。电路100包括内部低频率RC振荡器(LFRC0) 102。计时器104提供信号至温度传感器106指 示温度传感器106应该测量环境温度。计时器104可以指示温度传感器106周期性地测量温 度，或者根据一些其他采样调度表周期性地测量温度。温度传感器106使用参考时钟输入以 供确定温度。参考时钟信号由设置在电路100中或与电路100通信的两个参考振荡器108、 110中的一个提供。第一参考振荡器108是外部高频晶体振荡器(HFXO)。第二参考振荡器110 是内部高频RC振荡器(HFRCO)。
[0094]当温度传感器106已经测量温度获得了测量出的温度值时，温度传感器106将测量 出的温度值发送至微控制器112。在一些其他实施例中，温度传感器106可以向微控制器112 发送指示新温度有效的中断信号，其可以随后被微控制器112从温度传感器106读取。
[0095] 微控制器112包括存储器114,该存储器存储两个先前测量出的温度值：在使用 HFX0108作为参考时钟获得温度的情况下，LFR⑶102上次校准时的温度；以及在使用 HFRC0110参考时钟获得温度测量的情况下，LFRC0102上次校准时的温度。
[0096] 响应于接收来自温度传感器106的测量出的温度值，微控制器112检测参考振荡器 108、110中的哪个被用作温度传感器测量的参考时钟。微控制器112随后比较使用相同参考 时钟的测量出的温度值与先前测量出的温度值。这是因为温度传感器测量对于作为参考时 钟的振荡器类型灵敏。
[0097] 如果微控制器112确定测量出的温度值与先前测量出的温度有超过阈值量的差 异，微控制器112发送信号至校准单元116来指示测量出的温度值与先前测量出的温度值有 超过预定量的差异。
[0098] 如果测量出的温度值与先前测量出的温度值的差异没有超过预定量，则不发送该 信号。
[0099] 来自微控制器112的信号可以包括校准低功率振荡器102的指令。信号不需要包括 明确指示温度已经变化的数据。例如，当温度已经变化时，微控制器可以发送信号指令校准 单元校准低功率振荡器，但是也可以发送例如不响应温度变化的周期性校准的指令。两种 情况中信号的实际数据内容可以是相同的。
[0100] 响应于接收信号，校准单元116校准LFRC0102。为了校准LFRC0102,校准单元116获 得精准的参考时钟信号（即参考频率），其用于随后详细描述的校准。校准单元116确定校准 结果，该校准结果是用于调节LFRC0102的操作参数的值，从而使得LFRC0102的输出频率具 有改进精度。因此LFRC0102保持在具有改进精度的目标频率，并且可以用于驱动具有改进 精度的计时器。因为参考振荡器108、110仅在需要校准时上电，LFRC0102和计时器因此与根 据现有技术的计时器相比具有降低的功耗。
[0101] 图2示出根据本发明的不同实施例的集成振荡器电路200的图示。在此实施例中， 存储器高速缓存202用于存储校准结果以进一步最小化低功率振荡器的功耗，低功率振荡 器在此实施例中也是低频率RC振荡器(LFR⑶)204。计时器206以与先前描述的实施例相同 的方式将信号发送至温度传感器208。响应与从计时器206发送的信号，温度传感器208测量 环境温度。测量出的温度被传送至微控制器210。微控制器210包括存储器高速缓存202,在 其中存储有温度值和校准结果数据对。
[0102] 在本实施例中，仅提供一种类型的参考振荡器。参考振荡器是外部高频率晶体振 荡器(HFX0)212。然而，应当理解可以提供附加的参考振荡器(例如，如先前描述的实施例中 的内部高频率RC振荡器）。在此情况下，存储器高速缓存202可以包括温度值和校准结果数 据对的多于一个的集合，每个集合对应不同的参考振荡器。
[0103] 当新测量出的温度从温度传感器208发送至微控制器210时，微控制器210确定新 测量出的温度是否存储在存储器高速缓存202中。存储在高速缓存202中的温度值对应先前 测量出的温度，即LFRC0204先前被校准时的温度并且针对该温度的校准结果已经存储。如 果测量出的温度值在高速缓存202中的温度值的预定量之内，温度可以被视为存储在高速 缓存202中。例如，如果25°C的温度存储在高速缓存202中，测量出的25.3°C的温度可以被视 为对应存储的25°C的温度，例如如果预定量为+/-0.5°C。在此情况下，当新的温度值被添加 至高速缓存202时，其可以被四舍五入到适当的精准度。在上述示例中，温度值可以四舍五 入为最接近的摄氏度。
[0104] 替换地，可以精准存储温度值，即具有与温度传感器测量相同的精度。例如，温度 值可以四舍五入到最接近〇.l°C。这可引起与所存储的温度值对应的温度范围内的重叠（即 温度相隔小于两倍阈值量）。随后测量出的温度可落在超过一个的存储的温度值的阈值量 内。在此类情况下，微控制器210可以标识与测量出的温度值最接近的存储的温度值，或者 可以插值、取平均等。
[0105] 微控制器210读取与存储的温度相关联的校准结果，所述存储的温度对应测量出 的温度。该校准结果随后被发送至校准单元214。
[0106] 然而，如果测量出的温度并没落在任何存储的温度值的阈值量内，微控制器210发 送信号至校准单元214来指示应该执行校准。校准单元214随后获得来自参考振荡器212的 精准参考时钟信号（即参考频率）。该参考时钟信号用于计算新校准结果，该新校准结果用 于校准LFRC0204。校准结果随后被发送回微控制器210。微控制器210将测量出的温度以及 对应的测量结果作为数据对写入存储器高速缓存202。
[0107] 根据本发明的上述实施例，当需要参考时钟信号用于校准时HFX0212被上电，至少 为此目的HFX0212不被频繁地上电，因为校准结果的计算可以受限于测量出的温度和对应 的校准结果先前没被写入存储器高速缓存202的情况。因此集成振荡器电路200所需的功率 显著减少。在已经记录了针对测量出的温度或第二阈值内的一个温度的校准结果时， LFRC0212仍可以在不给参考振荡器212上电的情况下被校准，因为没有计算出新的校准结 果。因此，每当温度变化来保持LFRC0212的精准频率时，可以校准LFRC0204而不必总是给参 考振荡器212上电以供校准，由此与现有技术相比大幅降低了电路200所需的功率。
[0108] 图3图示了根据本发明一些实施例的32KiHZ(lkibiHertZ = 1024赫兹）振荡器和校 准电路1的关键部分。
[0109] 除了其他已知组件(未图示），振荡器电路1包括RC振荡器2,该RC振荡器2具有第一 电容器3和第二电容器4。当开关5闭合时，开关5 (例如，晶体管)将第二电容器4与第一电容 器3并联连接至电路。当开关5断开时，仅第一电容器3用于RC振荡器电路。比较器6使用供应 的参考电压给RC振荡器提供反馈并产生振荡输出。RC振荡器接收来自可编程电流源7的控 制电流。
[0110] RC振荡器2的输出传递通过连接至控制逻辑9的校准计数器8。在离开振荡器之前 该输出还经由开关1〇(例如，复用器)传递。开关10可以在RC振荡器输出和降频转换器12的 输出之间选择，该降频转换器12可以由芯片外的16MHz晶体振荡器11 ( "16MHz X0SC")馈给。 降频转换器12从晶体振荡器11产生32KiHz信号。
[0111] 控制逻辑9接收来自16MHz晶体振荡器11的输入，控制逻辑9从中获取其用于校准 RC振荡器2的4MHz信号。控制逻辑9能够控制电容器开关5、输出开关10,以及可编程电流源 7〇
[0112] 当正确校准时，振荡器电路1输出来自RC振荡器2的信号，该信号有效地处于 32KiHz。输入电流被设置成使得当第二电容器4被切换接入电路时RC振荡器的输出频率略 低于32KiHz而当第二电容器4被切换移出电路时，RC振荡器的输出频率略高于32KiHz。控制 逻辑9控制电容器开关5,从而根据在若干周期内给予振荡器电路1平均32KiHz(具有微弱的 频率抖动)输出的模式，一个周期又一个周期地切换第二电容器4接入和移出电路。
[0113] 为了获得这样的校准状态，控制逻辑9可以应用粗略校准操作和精细校准操作。
[0114] 控制逻辑9使用校准计数器8对源自晶体振荡器11的4MHz的脉冲数目计数，这些脉 冲发生在RC振荡器以其较高频率操作的256个脉冲期间（即，第二电容器4被切换移出电 路）。如果RC振荡器的频率被确定在预期频率范围之外，通过调节可编程电流源7来执行粗 略校准，从而以增量方式增加或减小供应至RC振荡器2的电流，直到其位于可接受的范围 内。
[0115] 当粗略校准正确时，可以执行精细校准。控制逻辑9对源自晶体振荡器11的4MHz的 脉冲数目计数，这些脉冲发生在RC振荡器的256个脉冲期间，其中RC振荡器以其较高频率操 作（即，第二电容器4被切换移出电路）以及再一次伴随RC振荡器以较低频率操作（即，第二 电容器4被切换接入电路）。控制逻辑9使用这两个计数值来确定在校准时段（例如1024周 期）中所需的高频率周期对低频率周期的比例，从而获得期望的32KiHz输出。随后会详细解 释该计算。
[0116] 控制逻辑9使用最新的比例值来控制电容器开关5以给出期望的周期比率。Σ-Λ 电路用于在高频率周期中均匀地分布低频率周期，如随后会详细解释的。
[0117] 在校准操作期间，不可能使用RC振荡器2提供精准的振荡器电路1的输出（因为必 须在每个频率运行一定数量的周期）。因此，控制逻辑9切换输出开关10来提供32KiHz的振 荡器1的输出信号，该输出信号源自外部晶体11。当控制逻辑9确定需要校准操作时，还可以 使用晶体衍生(crystal-derived)的输出，但需要等待执行。
[0118] 随后会详细描述实现方式。
[0119] 图4图示了振荡器电路1如何被分为数字部分21和模拟部分22。图示了部分21、部 分22之间的一些重要信号。
[0120] 模拟部分22包括RC振荡器电路，其由数字部分21校准。可以执行粗略校准和精细 校准。
[0121]振荡器的数字部分21可以从集成电路的其他部分接收输入，诸如微控制器(未图 示)和外部16MHz晶体振荡器11。具体而言，数字部分21被配置为接收如下输入信号：
[0125]模拟部分22输出32KiHz时钟信号如下：
[0127] 图5示出了数字部分21的结构概况。
[0128] 在高电平时，数字部分包括:校准间隔计时器31;模拟RC振荡器的控制电路32;校 准引擎22;组合的时钟除抖器和四分频电路34;以及用以从16MHz源产生32KiHz时钟的下变 频模块35。
[0129] 数字部分21用于:执行振荡器的粗略校准;执行振荡器的精细校准;从振荡器产生 精准的32KiHz时钟；以及从外部16MHz晶体振荡器11产生精准的32KiHz时钟。
[0130] 校准间隔计时器31是数字部分21的主控制器。只要pwrupRcosc为高电平校准间隔 计时器31总是操作。校准间隔计时器31用于多个目的：
[0131] -一上电，保证系统中的其他模块(包括模拟部分22和芯片外的16MHz晶体振荡器 11)以正确顺序启动；
[0132] -它执行RC振荡器和16MHz晶体振荡器衍生的输出之间的无缝切换；
[0133] -它确定如果或当周期性校准期满时-例如在时限期间内没有温度诱发的校准执 行-并因此启动16MHz晶体振荡器11、校准引擎33等；以及
[0134] -当pwrupRcosc变为低电平时，它以正确顺序执行系统内其他模块的安全关机。
[0135] 在正常操作期间（即，在两次校准之间的间隔），模拟部件22的控制电路32能控制 模拟RC振荡器。
[0136] 控制电路是完全同步的设计，总是按RC振荡器时钟操作。
[0137] 对于粗略校准，数字部分21使用6比特信号rcoscProgOut来控制模拟部分22。在重 置或上电之后，该值被设定为默认值。在RC振荡器以其较高频率运行的256个脉冲期间，校 准引擎33对源自系统时钟的4MHz时钟的脉冲计数。该测量结果通过可编程电流源7来增加 或减小振荡器电流。重复直到振荡器的频率超过预期频率0到2.5%。
[0138] 在每个粗略校准周期中，值可以被向上或向下步进一个值。在向上或向下变化之 后，校准操作在8个32KiHz周期的延迟之后重启（允许模拟部分22设置(settle))并且再次 测量输出。一旦粗略校准正确，如果rcoscCal是低电平，RC振荡器将在23KiHz的100.0至 102.5%之间运行，如果代〇8(^31是高电平，扣振荡器将在23灯抱的97.5至100.0%之间运 行。
[0139] 精细校准使用模拟部分22中的功能选择性地将振荡器周期增加1/32。精细校准算 法测量振荡器的标称周期(T1)和更长周期(T2)，并根据这些计算在1024个周期顺序期间振 荡器应该在T2运行多少个周期N从而使得振荡器的平均输出频率是32KiHz(32.768千赫 兹)。
[0140] 在精细校准中，如同粗略校准中那样测量RC振荡器输出频率，但是在较高频率Π 和较低频率f2两者，以便获得在256个RC振荡器周期期间处于较高频率的4MHz脉冲的计数 XI以及当RC振荡器以较低频率运行时4MHz脉冲的计数X 2。
[0141] 值N的计算如下
[0142] N(X1，X2) = 1024*(31250-X1)/(X2-X1)
[0143] (注意 31250 = 256*4，000，000/32，768)
[0144] 为了使粗略校准有效，XI值必需不超过31250(如果超过31250,会被标记为错误， 并且必须调节粗略校准）不应该小于比该值低2.5%的值（由于这是粗略校准调节的步 进大小）。然而，由于这是模拟值，在实际中允许加倍该范围是明智的。因此，对于有效的精 细校准，允许XI位于[29709,31250]的范围内。
[0145] 最大函数值X2由对模拟的33/32的比率偏离理想多少的估算来给出。为了保险起 见，对其进行加倍（即，34/32)，来给予X2的最大允许值31250*34/32 = 33203。因此允许X2位 于[31250,33203]的范围内。
[0146] 为了保证没有溢出的机会，16比特计数器用于XI和X2。
[0147] 计算包括两次减法和一次除法（由于乘以1024是简单的10比特左移位）。除法是代 价高的部分并且连续完成。必须小心避免计算中的截断，否则可能导致时钟的额外频率偏 移。校准引擎33的专用部分执行计算。输出值N被传至用于RC振荡器的控制电路32。
[0148] 控制RC振荡器使得在1024个周期跨度上的平均频率在32KiHz的+/-100ppm内。RC 振荡器将以频率Π (1/T1)运行1024减去N个周期，以及在频率f 2(1/T2)运行N个周期。当输 出rcoscCal为高电平时，RC振荡器的频率减小接近1/33。
[0149] 为了最小化时间变化，由校准引擎33交错在Π 和f2的周期。10比特信号指示在 1024个周期间隔rcoscCal中多少个周期N应该是高电平。为了获得高频周期(rc 〇ScCal = 0) 和低频周期(r cos cCa 1 = 1)的均匀分布，使用一阶Σ -Λ电路。
[0150] 图6示出Σ-Λ电路的图解形式。Σ-Λ电路包括通向11比特寄存器的10比特加法 器。输入值Ν进入加法器，在此加上来自寄存器输出的反馈。这10比特反馈值包括寄存器输 出除最高有效位之外的所有位。数学上，电路计算输入值的增量倍数对1024取模。寄存器输 出的最高有效位确定rcoscCal，每当输入值的倍数减小mod 1024(对1024取模）时， rcoscCal为1〇
[0151] 精细校准的分辨率直接取决于电容器比率(C2/C1)，以及校准间隔（即，本示例中 的1024)内的脉冲数Ντ。能实现的最小步进是在整个校准间隔内对一个32KiHz周期延长1/ 32周期。这意味着频率的分辨率：
[0152] (l/NT)*(C2-Cl)/Cl = (l/1024)*(l/32)=+/-15ppm
[0153] 校准引擎33由校准间隔计时器31直接控制。为了启动校准，所述校准引擎22接收 两个信号：startCalib和61^1316〇31;[13。8七31'1:031;[13是用于启始校准的短脉冲(一个RC振荡 器周期henableCalib信号在整个校准期间保持高电平。enableCalib信号因此可以用于中 断校准(正常地当校准完成且有效时，还在pwrupRcosc为低电平的情况)和执行安全关机。 [0154]校准引擎33被完全同步设计，除了来自模拟RC振荡器的osc32Ki信号和来自校准 间隔计时器31的startCalib和enableCalib信号，这些信号在同步之前使用。为了改进校准 的精度，还使用同步电路以在RC振荡器脉冲计数开始之前检测rcoscln的上升边沿。
[0155] 组合的时钟除抖器及四分频电路34在其用于设计中的其他模块之前保证晶体振 荡器时钟已经达到稳定的振幅和频率。为了保证这个，在时钟允许通过之前，除抖器对500 微秒内的16MHz脉冲计数。电路34的四分频部分产生用于校准引擎33的4MHz时钟。这可以由 门控时钟实现(仅允许每个第四脉冲通过），使得输出没有50%的占空比。
[0156] 下变频模块35用于从16MHz输入时钟中产生32KiHz。由于16MHz不是32KiHz的整数 倍，使用Σ -Λ方法有效地给予时钟32KiHz的平均频率，但是具有一些相邻周期抖动。
[0157] 当RC振荡器需要重新校准并且在校准操作期间时，使用来自外部16MHz晶体11产 生的32KiHz信号替代RC振荡器输出。
[0158] 图7示出振荡器电路1的模拟部分22的主要组件。这些组件包括可编程电流和电压 发生器51、电荷栗52、比较器53,以及数字控制模块54。
[0159] 数字控制模块54包括SR锁存器等并且输出最终时钟信号。电荷栗52从电流和电压 发生器51接收精准的参考电流，同时精准的参考电压被提供至比较器53。为了粗略校准的 目的，可以使用至电流发生器51的数字输入最多以标称频率的2.5%的步进来调节电流。 [0160]图8详细图示了电荷栗52电路。电荷栗电路分两半形成，每一半在时钟周期相应一 半周期操作。这由CHRG1_1V2和CHRG2_1V2输入控制。通过将额外电容器乂2_?和乂1_?接入电 路或移出电路，CAL_1V2输入在较低频率和较高频率之间选择；即在32*C Unit(CAL = 0)和33* CUnit(CAL=l)之间。两个D型触发器保证凭借CAL_1V2输入的电容器的切换与振荡器信号同 步执行。还具有SYNC_1V2输入，当SYNC_1V2为高电平时，SYNC_1V2输入将停止振荡，并在其 为低电平时，立即以正确相位重启振荡器。
[0161] 图9通过流程图示出振荡器电路1的校准过程中的一些主要步骤。校准响应于指示 已经发生温度变化的信号而执行，并且还可以在重置之后执行，或者当从上次校准起已经 经过限定的时间周期时执行，或者当16MHz晶体振荡器11启动时（calSync高电平)执行。如 果XI和X2被确定在其正确范围之外，执行粗略校准，直到XI和X2位于其范围内。随后执行精 细校准来确定值fineProg，所述值fineProg控制高频率振荡对低频率振荡的比率。
[0162] 在校准操作期间，振荡器的输出源自外部晶体振荡器11。
[0163] 因此，已经描述了精准的基于RC的振荡器电路，该振荡器电路只有当因为温度变 化或者先前未被校准的温度变化而请求时才被最佳校准。虽然参考32KiHz输出频率对电路 进行了描述，但应当理解可以是任何可能的期望输出频率。
【主权项】
1. 一种校准第一振荡器的方法，包括： 测量温度来获得测量出的温度值； 确定所述测量出的温度值是否与至少一个先前测量出的温度值有超过阈值量的差异； 以及 如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测量出的温度有超过所述阈值量的差异， 使用参考振荡器来校准第一振荡器。2. 根据权利要求1所述的方法，包括当请求校准第一振荡器时，发出给参考振荡器上电 的请求。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中至少一个先前测量出的温度值包括当第一振荡 器最近被校准时测量的温度。4. 根据前述任意项权利要求所述的方法，进一步包括周期性地校准第一振荡器。5. 根据前述任意项权利要求所述的方法，包括按照定期的间隔测量温度。6. 根据前述任意项权利要求所述的方法，其中第一振荡器是RC振荡器。7. 根据前述任意项权利要求所述的方法，其中参考振荡器是频率高于第一振荡器的RC 振荡器，或者是晶体振荡器。8. 根据前述任意项权利要求所述的方法，其中至少一个先前测量出的温度值存储在存 储器中。9. 根据权利要求8所述的方法，包括在存储器中存储多个先前测量出的温度值并将所 述多个先前测量出的温度值与随后的温度测量作比较。10. 根据权利要求8或9所述的方法，其中存储器中的每个温度值具有相关联的校准结 果。11. 根据权利要求8、9或10所述的方法，包括当执行新的校准时，将测量出的温度值和 对应的校准结果添加至存储器。12. 根据权利要求8-11中任意项所述的方法，其中提供多个参考振荡器，并且存储器包 括温度值及相关联的校准结果的多个数据集，并且其中所述多个数据集中的每个数据集对 应于不同的参考振荡器。13. 根据权利要求1-11中任意项所述的方法，其中提供多个参考振荡器。14. 根据权利要求12或13所述的方法，其中根据参考振荡器的类型，阈值量被指定不同 的值。15. 根据前述任意项权利要求所述的方法，包括温度传感器自动测量所述温度。16. 根据权利要求15所述的方法，包括温度传感器确定测量出的温度值是否超过上限 阈值或者低于下限阈值。17. 根据权利要求15或16所述的方法，包括温度传感器自动提供信号来指示温度已经 超过一上限阈值或超过所述上限阈值，或者低于一下限阈值或低于所述下限阈值，并在此 后基于测量出的温度值自动更新上限阈值和下限阈值。18. 根据前述任意项权利要求所述的方法，其中针对不同的温度或者不同的温度范围， 阈值量被指定不同的值。19. 装置，包括： 第一振荡器； 参考振荡器； 温度传感设备； 用于校准所述第一振荡器的校准设备； 用于存储至少一个先前测量出的温度值的存储器； 其中装置被设置为确定由所述温度传感设备测量的温度值是否与所述至少一个先前 测量出的温度值有超过阈值量的差异以及如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测 量出的温度有超过阈值量的差异，以及如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测量出 的温度有超过所述阈值量的差异，使用所述参考振荡器来校准所述第一振荡器。20. 根据权利要求19所述的装置，进一步被设置为当请求校准第一振荡器时，发出给参 考振荡器上电的请求。21. 根据权利要求19或20所述的装置，其中至少一个先前测量出的温度值包括当第一 振荡器最近被校准时测量的温度。22. 根据权利要求19至21中任意项所述的装置，进一步被设置为周期性地校准第一振 荡器。23. 根据权利要求19至22中任意项所述的装置，进一步被设置为按照定期的间隔测量 温度。24. 根据权利要求19至23中任意项所述的装置，其中第一振荡器是RC振荡器。25. 根据权利要求19至24中任意项所述的装置，其中参考振荡器是频率高于第一振荡 器的RC振荡器，或者是晶体振荡器。26. 根据权利要求19至25中任意项所述的装置，其中至少一个先前测量出的温度值存 储在存储器中。27. 根据权利要求26所述的装置，进一步被设置为在存储器中存储多个先前测量出的 温度值并将所述多个先前测量出的温度值与随后的温度测量作比较。28. 根据权利要求26或27所述的装置，其中存储器中的每个温度值具有相关联的校准 结果。29. 根据权利要求26、27或28所述的装置，进一步被设置为当执行新的校准时，将测量 出的温度值和对应的校准结果添加至存储器。30. 根据权利要求26至29中任意项所述的装置，包括多个参考振荡器，其中存储器包括 温度值及相关联的校准结果的多个数据集，并且其中所述多个数据集中的每个数据集对应 于不同的参考振荡器。31. 根据权利要求19至29中任意项所述的装置，包括多个参考振荡器。32. 根据权利要求30或31所述的装置，其中根据参考振荡器的类型，阈值量被指定不同 的值。33. 根据权利要求19至32中任意项所述的装置，温度传感器包括被配置为自动测量温 度。34. 根据权利要求33所述的装置，其中温度传感器被进一步被配置为确定测量出的温 度值是否超过上限阈值或者低于下限阈值。35. 根据权利要求33或34所述的装置，其中温度传感器被进一步配置为自动提供信号 来指示温度已经超过一上限阈值或超过所述上限阈值，或者低于一下限阈值或低于所述下 限阈值，并在此后基于测量出的温度值自动更新上限阈值和下限阈值。36. 根据权利要求19至35中任意项所述的装置，其中针对不同的温度或者不同的温度 范围，阈值量被指定不同的值。37. 根据权利要求19至36中任意项所述的装置，其中一些或全部的装置被设置在通用 集成电路上。38. 根据权利要求37所述的装置，其中参考振荡器在通用集成电路的外部。39. 根据权利要求37或38所述的装置，其中温度传感设备在通用集成电路的外部。40. -种集成电路，包括： 第一振荡器； 用于校准所述第一振荡器的校准设备； 用于存储至少一个先前测量出的温度值的存储器；以及 至少一个下述特征或特征的组合： i) 温度传感设备；以及用于接收来自参考振荡器的信号的输入； ii) 参考振荡器，以及用于接收来自温度传感设备的信号的输入；以及 iii) 用于接收来自参考振荡器的信号的输入以及用于接收来自温度传感设备的信号 的输入； 其中集成电路被设置为确定由所述温度传感设备测量的温度值是否与所述至少一个 先前测量出的温度值有超过阈值量的差异以及如果所述测量出的温度与所述至少一个先 前测量出的温度有超过阈值量的差异，以及如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测 量出的温度有超过所述阈值量的差异，使用所述参考振荡器或者从参考振荡器接收的所述 信号来校准所述第一振荡器。41. 软件或承载软件的载体，当在适当的处理器上运行时，配置处理器通过执行以下步 骤来校准第一振荡器： 接收测量出的温度值； 确定所述测量出的温度值是否与至少一个先前测量出的温度值有超过阈值量的差异； 以及 如果所述测量出的温度与所述至少一个先前测量出的温度有差异，使用参考振荡器来 校准第一振荡器。42. 根据权利要求41所述的软件或承载软件的载体，其中软件进一步配置处理器当请 求校准第一振荡器时发出给参考振荡器上电的请求。43. 根据权利要求41或42所述的软件或承载软件的载体，其中至少一个先前测量出的 温度值包括当第一振荡器最近被校准时测量的温度。44. 根据权利要求41至43中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中软件进一步配 置处理器周期性地校准第一振荡器。45. 根据权利要求41至44中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中软件进一步配 置处理器按照定期的间隔测量温度。46. 根据权利要求41至45中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中至少一个先前 测量出的温度值存储在存储器中。47. 根据权利要求46所述的软件或承载软件的载体，其中软件进一步配置处理器将多 个先前测量出的温度值存储在存储器中并将所述多个先前测量出的温度值与随后的温度 测量作比较。48. 根据权利要求46或47所述的软件或承载软件的载体，其中存储器中的每个温度值 具有相关联的校准结果。49. 根据权利要求46至48中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中软件进一步配 置处理器当执行新的校准时将测量出的温度值和对应的校准结果添加至存储器。50. 根据权利要求46至49中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中存储器包括温 度值及相关联的校准结果的多个数据集，并且其中多个数据集中的每个数据集与多个参考 振荡器中的每个参考振荡器 对应。51. 根据权利要求41至50中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中针对不同的温 度或者不同的温度范围，阈值量被指定不同值。52. 根据权利要求41至51中任意项所述的软件或承载软件的载体，其中根据参考振荡 器的类型，阈值量被指定不同的值。
【文档编号】H03L1/02GK106031042SQ201480076271
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年12月10日
【发明人】乔尔·斯泰普尔顿, 马丁·特韦达尔
【申请人】北欧半导体公司