一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法
【专利摘要】本发明提供一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法，属于计算机通信领域，来解决当前在服务器系统在不同温度环境中，晶振精度无法精确控制的问题。包括以下步骤：以25摄氏度温度为基准，获取晶振基准负载电容；获取晶振精度漂移的温度变化曲线；划定各个漂移区间；获取温度稳定极点；动态切换电容组合，实现容值自动匹配；测试、通过，达到最优的晶振频率控制。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计，实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性。
【专利说明】一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法
[0001]
【技术领域】 本发明涉及计算机通信领域，具体是利用一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度 控制方法，来解决当前在服务器系统在不同温度环境中，晶振精度无法精确控制的问题。本 方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计，实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠 性、稳定性，对于服务器系统的稳定性具有重要的意义。
【背景技术】
[0002] 当今的服务器主板对实时时钟的晶振频率控制设计要求越来越高，不同厂家的服 务器主板大量应用于服务器系统，晶振频率控制存在差别，目前服务器系统的设计只能尽 可能满足一种温度范围下精度规格需求，进而带来这样一个问题，那就是随之而来的晶振 频率控制随温度变化状态的不统一，对用户呈现的是一种跟随温度变化，时钟时快时慢的 状态。今天，服务器系统上实时时钟的晶振频率承担着系统时间的计时任务，在这种情况 下保证服务器实时时钟的晶振频率稳定设计，对于服务器系统的整体一致性具有重要的意 义。
[0003] 当前对服务器系统的设计只能尽可能满足25摄氏度下晶振的精度规格需求，但 服务器工作环境温度并不稳定，如高温服务器的使用等，晶振的精度跟随温度变化的特性 尤为明显，如何保证晶振精度的温度一致性，逐渐成为影响服务器系统时间协调与用户操 作时间统一管理的关键因素。为了提高时间的准确性，服务器需要不断与网络时间进行同 步，但是由于晶振本真的温度漂移存在，该误差并无法消除，同步后误差又开始累积，且很 多服务器并不接入网络，因此只能依靠自身的实时晶振来完成计时；这种单一温度点固定 化晶振精度控制方式，无法实现各种温度环境下晶振频率的精确性需求；随着对服务器系 统时间一致性要求不断增加，为了保证服务器系统的稳定运行，在复杂的温度环境运行过 程中，实现晶振精度的可控设计尤为重要，并成为决定服务器一致性关键要素之一。
【发明内容】
[0004] 针对当前晶振精度设计过程中遇到的上述问题，结合容性负载、晶振温漂等关键 电气因素，通过深入分析，总结了一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法。
[0005] 本发明是以控制理论支撑点，具体是利用一种基于容性负载自动调整技术的晶振 精度控制方法，来解决当前在服务器系统在不同温度环境中，晶振精度无法精确控制的问 题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计，实现服务器系统实时时钟的晶振频 率可靠性、稳定性，对于服务器系统的稳定性具有重要的意义，具体
【发明内容】
可以分为如下 五个方面： 1、①以25摄氏度为参考基准，调整晶振的输出端的负载电容值，使晶振的温度漂移控 制在+/-10ppm以内（即温漂量程范围为20ppm); ②获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线，横坐标为温度，纵坐标 为晶振精度漂移，在纵坐标上以20ppm为步长，划定各个漂移区间，漂移区间A、漂移区间B、 漂移区间C等。
[0006] ③在晶振精度漂移的温度变化曲线上，各个漂移区间的纵坐标方向中点，其对应 的横坐标即为温度稳定极点，即该温度值下，如果控制使能对应大小晶振的容性负载，可使 该温度精度漂移控制在+/_10ppm以内。
[0007] ④根据各个漂移区间对应的温度稳定极点，可测试出对应的晶振的容性负载的 值。根据温度稳定极点的不同，通过动态切换电容的组合，实现容值的自动匹配。
[0008] 2、所述的以25摄氏度为参考基准，调整晶振输出端的负载电容值，使晶振的温度 漂移控制在+/-10ppm以内，需要将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试 环境中，采用频率计实时读取晶振频率，连续三次均准确在+/-10ppm以内，则认为当前的 容值准确，容值的调整方法为若晶振频率偏低，则减小容值，若晶振频率偏高，则增大容值。
[0009] 3、所述的获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线，横坐标为温 度，纵坐标为晶振精度漂移，从-15摄氏度至50摄氏度，温度每变化1摄氏度，则记录晶振 当前温度下对应的频率值，并根据与标准频率的偏差比对，换算为ppm值，将每个温度点下 对应的ppm值点采用曲线拟合进行连续化实现；在纵坐标上以20ppm为步长，划定各个漂移 区间。
[0010] 4、所述的在晶振精度漂移的温度变化曲线上，各个漂移区间的纵坐标方向中点， 其对应的横坐标即为温度稳定极点，即该温度值下，如果控制使能对应大小晶振的容性负 载，可使该温度精度漂移控制在+/-10ppm以内，温度稳定极点离散分布在各个温度区间 上，每个温度稳定极点均对应一个容性负载，实现容性负载跟随温度的自动更新即实现整 个温度区间的+/-10ppm温漂控制。
[0011] 5、所述的根据各个漂移区间对应的温度稳定极点，可测试出对应的晶振的容性负 载的值。根据温度稳定极点的不同，通过动态切换电容的组合，实现容值的自动匹配，容值 的动态切换需要实时检测环境温度的变化，根据电容的串并联组合，采用模拟开关，在不同 的漂移区间，按照ppm精度要求，搭配出对应需求的容性负载。
[0012] 本方法解决了当前在服务器系统在不同温度环境中，晶振精度无法精确控制的问 题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计，实现服务器系统实时时钟的晶振频 率可靠性、稳定性，对于服务器系统的稳定性具有重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 附图1是本发明的实施流程图。
【具体实施方式】
[0014] 下面对本发明的内容进行更加详细的阐述： ①首先将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中，采用频率计 实时读取晶振频率，连续三次均准确在+/-10ppm以内，则认为当前的容值准确，容值的调 整方法为若晶振频率偏低，则减小容值，若晶振频率偏高，则增大容值。
[0015] ②从-15摄氏度至50摄氏度，温度每变化1摄氏度，则记录晶振当前温度下对应 的频率值，并根据与标准频率的偏差比对，换算为ppm值，将每个温度点下对应的ppm值点 采用曲线拟合进行连续化实现；在纵坐标上以20ppm为步长，划定各个漂移区间。
[0016] ③根据各个漂移区间对应的温度稳定极点，可测试出对应的晶振的容性负载的 值。
[0017] ④实时检测环境温度的变化，结合已有的25摄氏度下的对应的参考基准电容值， 通过外置电容的串并联组合，采用模拟开关，在不同的漂移区间，按照ppm精度要求，搭配 出对应需求的容性负载。
[0018] 经过上面详细的实施，可以很方便的实现晶振的高精度设计，不仅达到了晶振的 计数精度要求，而且实现宽温度范围下的温度一致要求，实现服务器系统晶振温度漂移的 可靠性、稳定性。
【权利要求】
1. 一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法，其特征在于包括以下步骤： ① 以25摄氏度为参考基准，调整晶振的输出端的负载电容值，使晶振的温度漂移控制 在+/-10ppm以内（即温漂量程范围为20ppm); ② 获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线，横坐标为温度，纵坐标 为晶振精度漂移，在纵坐标上以20ppm为步长，划定各个漂移区间，漂移区间A、漂移区间B、 漂移区间C等； ③ 在晶振精度漂移的温度变化曲线上，各个漂移区间的纵坐标方向中点，其对应的横 坐标即为温度稳定极点，即该温度值下，如果控制使能对应大小晶振的容性负载，可使该温 度精度漂移控制在+/-10ppm以内； ④ 根据各个漂移区间对应的温度稳定极点，可测试出对应的晶振的容性负载的值；根 据温度稳定极点的不同，通过动态切换电容的组合，实现容值的自动匹配。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于以25摄氏度为参考基准，调整晶振输出 端的负载电容值，使晶振的温度漂移控制在+/-10ppm以内，需要将晶振所在的服务器主板 置于恒定25摄氏度温度的测试环境中，采用频率计实时读取晶振频率，连续三次均准确在 +/-10ppm以内，则认为当前的容值准确，容值的调整方法为若晶振频率偏低，则减小容值， 若晶振频率偏高，则增大容值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移 的温度变化曲线，横坐标为温度，纵坐标为晶振精度漂移，从-15摄氏度至50摄氏度，温度 每变化1摄氏度，则记录晶振当前温度下对应的频率值，并根据与标准频率的偏差比对，换 算为ppm值，将每个温度点下对应的ppm值点采用曲线拟合进行连续化实现；在纵坐标上以 20ppm为步长，划定各个漂移区间。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于在晶振精度漂移的温度变化曲线上，各个 漂移区间的纵坐标方向中点，其对应的横坐标即为温度稳定极点，即该温度值下，如果控制 使能对应大小晶振的容性负载，可使该温度精度漂移控制在+/-10ppm以内，温度稳定极点 离散分布在各个温度区间上，每个温度稳定极点均对应一个容性负载，实现容性负载跟随 温度的自动更新即实现整个温度区间的+/-10ppm温漂控制。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于根据各个漂移区间对应的温度稳定极点， 可测试出对应的晶振的容性负载的值；根据温度稳定极点的不同，通过动态切换电容的组 合，实现容值的自动匹配，容值的动态切换需要实时检测环境温度的变化，根据电容的串并 联组合，采用模拟开关，在不同的漂移区间，按照ppm精度要求，搭配出对应需求的容性负 载。
【文档编号】H03L1/02GK104065374SQ201410212250
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】刘涛 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司