信号发生器及校准信号发生器的方法_2

文档序号:9891004阅读:来源:国知局
出振 荡信号S0UT也可由所述处理器230进行监控。为了获得准确的输出时钟频率,可基于所述 第一环形振荡器120获得的第一校准数据来校准所述输出振荡信号S0UT的频率。通过选 择性地截止和开启所述第一环形振荡器120来获得所述第一校准数据。在一些实施例中, 所述第一校准数据包括第一频率F1和第二频率F2。当所述第一环形振荡器120被截止时, 记录所述输出振荡信号S0UT的频率作为所述第一频率F1 ;当所述第一环形振荡器120被 开启时,记录所述输出振荡信号S0UT的频率作为所述第二频率F2。
[0018] 图3为依据本发明的一个实施例的输出振荡信号S0UT的频率与第一环形振荡器 120的操作状态之间的关系示意图。所述主环形振荡器110始终被开启W产生所述输出振 荡信号S0UT。所述第一环形振荡器120被选择性地截止和开启。当所述第一环形振荡器 120被截止(也即,横轴上的操作状态"EN"),所对应的所述输出振荡信号S0UT的频率为第 一频率F1 ;当所述第一环形振荡器120被开启(也即,所述横轴上的操作状态"DPI"),所 对应的所述输出振荡信号S0UT的频率为第二频率F2。换言之,当有更多的环形振荡器被开 启时,通过所述电力网105的电流将变高,运可能导致严重的IR压降W及较低的供电电压 VDDM,W及较低的输出时钟频率。由此,所述第二频率F2必定低于所述第一频率F1。
[0019] 对于特定的应用,无论是否使用所述主环形振荡器,所述IR压降始终存在,因此, 传统的环形振荡器无法提供准确的输出时钟频率。本发明旨在加入所述第一环形振荡器 120 W克服传统设计的缺点。在一个较佳的实施例中,所述处理器230可控制所述第一环形 振荡器120的操作状态并执行一个还原分析(regression analysis),W便估计所述主环 形振荡器110的输出振荡信号S0UT的正确的频率(correct化equency)。该频率校准流程 将在后续进行详细描述。
[0020] 在图2及图3的实施例中,处理器230可对所述第一频率F1和所述第二频率F2 执行还原分析W便计算所述输出振荡信号S0UT的正确的频率FC。所述正确的频率FC可表 示一种理想振荡状态(也即,横轴上的操作状态"Ideal"),在该理想振荡状态下不存在IR 压降,并且所述主环形振荡器110的输出时钟频率是准确的。所述第一振荡频率F1可表示 第一振荡状态,在该第一振荡状态下存在大量的IR压降。所述第二振荡频率F2可表示第 二振荡状态,在该第二振荡状态下也存在大量的IR压降。因此,依据还原分析,所述第一频 率F1可为所述正确的频率FC和所述第二频率F2的平均值。所述第一频率F1、所述第二频 率F2, W及所述正确的频率FC之间的关系可通过等式(1)来衡量:
[0021]
(1)
[0022] 进一步,等式(1)可推出等式似:
[0023] FC = 2XF1-F2 (2)
[0024] 其中,FC表示所述正确的频率,F1表示所述第一频率,F2表示所述第二频率。
[00巧]所述处理器230可控制所述第一环形振荡器120的所述开启和截止状态,记录与 所述开启和截止状态对应的所述输出振荡信号S0UT的频率,并最终计算所述主环形振荡 器110的正确的时钟频率,W便完成前面提到的频率校准流程。可理解的是,上述的还原 分析采用直线进行简单估计,然而,本发明不限于此。在可选的实施例中,对一个更高阶 (hi曲er-order)的还原分析,可提取更多的频率样本,运些可选的实施例接下来将在图4 和图5的实施例进行描述。
[00%] 图4为依据本发明的一个实施例的信号发生器400的示意图。图4与图1类似。 运两个实施例的不同之处在于:信号发生器400还包括第二环形振荡器130和第Ξ环形振 荡器140中至少一个。环形振荡器(包括所述主环形振荡器110)的数量不受限定。作为 举例,所述信号发生器400可包括两个或更多的环形振荡器(例如,2, 3,4, 5,6, 7个环形振 荡器)。所述第二环形振荡器130和所述第Ξ环形振荡器140均通过所述电源电压VDD供 电,并通过所述电力网105禪接于所述电源电压VDD。所述第二环形振荡器130和所述第Ξ 环形振荡器140中的每一个均与所述主环形振荡器110类似或相同。也即,所述第二环形 振荡器130和所述第Ξ环形振荡器140中的每一个均至少包括与非口、第一反相器,W及第 二反相器。在可选的的实施例中,可通过非口替代所述与非口。所述第二环形振荡器130, 所述第Ξ环形振荡器140与所述主环形振荡器110的区别在于:所述第二环形振荡器130 的与非口包括用于接收第二控制信号DP2的第一输入端,所述第Ξ环形振荡器140的与非 口包括用于接收第Ξ控制信号DP3的第一输入端。相似地,为了获得准确的时钟频率,可根 据所述第一环形振荡器120获得的第一校准数据,所述第二环形振荡器130获得的第二校 准数据,所述第Ξ环形振荡器140获得的第Ξ校准数据来校准所述输出振荡信号S0UT的频 率。根据如图2和图3所示的实施例的描述,所述第一校准数据,所述第二校准数据W及 所述第Ξ校准数据中的每一个可分别通过截止和开启所述第一环形振荡器120,所述第二 环形振荡器130, W及所述第Ξ环形振荡器140来获得。另外,在图1、2、4中,各环形振荡 器(所述主环形振荡器、所述第一环形振荡器、所述第二环形振荡器、所述第Ξ环形振荡器 等)还可通过导线禪接于接地电压VSS。
[0027] 图5为依据本发明的一个实施例的输出振荡信号S0UT的频率与第一环形振荡器 120,第二环形振荡器130, W及第Ξ环形振荡器140的操作状态之间的关系。所述主环形振 荡器110始终被开启W产生所述输出振荡信号S0UT。所述第一环形振荡器120,所述第二 环形振荡器130, W及所述第Ξ环形振荡器140选择性地被开启和截止。当所述第一环形振 荡器120、所述第二环形振荡器130, W及所述第Ξ环形振荡器140均被截止(也即,横轴上 的操作状态"EN"),所对应的所述输出振荡信号S0UT的频率为第一频率F1 ;当所述第一环 形振荡器120被开启,所述第二环形振荡器130和所述第Ξ环形振荡器140均被截止(也 良P,横轴上的操作状态"DPI"),所对应的所述输出振荡信号S0UT的频率为F2 ;当所述第一 环形振荡器120和所述第二环形振荡器130被开启,所述第Ξ环形振荡器140被截止(也 良Ρ,横轴上的操作状态"DP2"),所对应的所述输出振荡信号SOUT的频率为F3 ;当所述第一 环形振荡器120、所述第二环形振荡器130, W及所述第Ξ环形振荡器140均被开启(也即, 横轴上的操作状态"DP3"),所对应的所述输出振荡信号SOUT的频率为第一频率F4。所述 信号发生器400的处理器(未图示)可对所述第一频率F1,所述第二频率F2,所述第Ξ频 率F3, W及所述第四频率F4执行还原分析,W便计算所述输出振荡信号SOUT的正确的频率 (也即,横轴上的操作状态"Ideal"对应的频率FC)并完成所述频率校准流程。在一些实 施例中,所述还原分析使用曲线拟合(curve fitting)方法。例如,可将外插法应用到上述 的四个频率采样值。除了采用直线进行估算之外,二次曲线(qua化atic curve)、Ξ次曲线 (cubic curve)、或者其他更高阶的曲线,均可根据所述第一频率FI、所述第二频率F2、所述 第Ξ频率F3, W及所述第四频率F4估算所述正确的频率FC。通常情况下,获得的频率采样 值越多,所估算的所述正确的频率FC的准确性可更为显著地被改进。
[0028] 图6为依据本发明的一个实施例的校准信号发生器的方法的流程图。在步骤 S610,提供由电源电压进行供电的主环形振
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