CN102638885A - 定时处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定时处理装置及方法，应用于长期演进系统终端物理层系统，上述装置包括：中断配置模块，用于对中断事件列表中的中断事件进行配置；时间控制模块，包括：中断列表单元，用于生成上述中断事件列表，并对中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；中断产生单元，用于根据上述配置的配置信息及对齐后的本地移动无线时钟参考MRTR时钟产生符号级的中断信号，为上述中断事件提供网络时间。通过本发明提供的技术方案，解决了现有技术中中断事件处理效率不高且中断粒度较低的问题，进而达到了提高中断事件处理效率及中断事件定时精度的效果。

Description

定时处理装置及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种定时处理装置及方法。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统是基于OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多入多出)技术的新一代无线通信系统，而LTE终端芯片是LTE产业链发展的非常重要的一环。

在LTE UE(User Equipment，用户设备，也就是终端)物理层(Physical Layer)系统中，当UE驻留到某个小区之后，UE需要产生一个与驻留小区同步的时间基准，以准确控制上行链路的发送和下行链路的接收，便于协议规定的各种定时关系的控制，比如RACH(RandomAccess Channel，随机接入信道)接入时隙，SIB(System Information Block，系统信息块)、PCH(Paging Channel，寻呼信道)的接收窗计算等，UE的各个硬件模块也需要一个统一的时间基准以便于模块间的数据传输和同步处理。尽管终端对功耗有限制，但是无论终端处于正常模式、睡眠模式，都需要确保UE和网络的时基同步。当处于正常模式时，需要能够精确的跟踪网络时间，从睡眠状态到唤醒后也需要迅速重新进入同步状态。由此可见LTE终端物理层系统的时间处理至关重要。

对于UE终端的定时处理，通常的技术方案只适用于单处理器架构，一个TPU(TimeProcessing Unit，时间控制单元)只能服务于一个处理器；而且中断粒度只支持时隙一级，精度不高；只能被动的响应其它模式基带的切换中断，不能主动获取其它模式基带的MRTR(Mobile Radio timing Reference，移动无线时钟参考)时间，在多模扩展时有应用的局限性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种定时处理装置及方法，以至少解决上述问题之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种应用于长期演进系统终端物理层系统的定时处理装置，包括：中断配置模块，用于对中断事件列表中的中断事件进行配置；时间控制模块，包括：中断列表单元，用于生成上述中断事件列表，并对中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；中断产生单元，用于根据上述配置的配置信息及对齐后的本地移动无线时钟参考MRTR时钟产生符号级的中断信号，为上述中断事件提供网络时间。

根据本发明的另一方面，提供了一种应用于长期演进系统终端物理层系统的定时处理方法，包括：生成中断事件列表，并对中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；对上述中断事件列表中的中断事件进行配置；根据上述配置的配置信息及对齐后的本地移动无线时钟参考MRTR时钟产生符号级的中断信号，为上述中断事件提供网络时间。

通过本发明，采用先对中同一个符号内的终端事件进行合并，然后再使用时间控制模块根据配置信息及对齐后的本地MRTR时钟产生符号级的中断信号，为各个中断事件提供精确的时间的方案，解决了现有技术中中断事件处理效率不高且中断粒度较低的问题，进而达到了提高中断事件处理效率及中断事件定时精度的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的定时处理装置的结构框图；

图2是根据本发明优选实施例的定时处理装置的结构框图；

图3是使用根据本发明优选实施例的定时处理装置进行时间处理的示意图；

图4是根据本发明优选实施例的终端MRTR时间与网络时间同步示意图；

图5是根据本发明实例的使用定时处理装置进行时间处理的示意图；

图6是根据本发明实施例的定时处理方法的流程图；

图7是根据本发明优选实施例的定时处理方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的定时处理装置的结构框图。如图1所示，根据本发明实施例的定时处理装置包括：

中断配置模块12，用于对中断事件列表中的中断事件进行配置；

时间控制模块(TPU模块)14，与任务执行模块12相连，包括：

中断列表单元140，用于生成上述中断事件列表，并对上述中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；

中断产生单元142，用于根据上述配置的配置信息及本地MRTR时钟产生符号级的中断信号，为中断事件提供网络时间。

上述装置应设置于终端内，应用于终端物理层系统，主要用于为LTE硬件加速器其它物理层子系统处理提供时间基准，通过产生各类中断信号为各软件模块执行各个任务提供精确的时间。一般来说，如图2所示，终端内的主要功能模块包括：射频接收控制与数字前端模块RFC/DFE、下行链路解码模块RX、广播信道解码模块PBCH和各种软件控制模块(主要是在终端的处理器上运行)，其连接关系如图2所示，其中，

射频接收控制与数字前端模块RFC/DFE，主要用于实现对RF/ABB(Radio Frequency/Analog BaseBand，射频/模拟基带)芯片的控制，接收空口的无线信号，实现时频域的信号转换，DFE可以克服RF非理想性，为后续系统提供高质量数据；

下行接收模块RX，主要用于实现信道估计，完成基于Cell-specific RS(Cell-specificReference Signal，特定小区参考信号)信号的接收符号定时估计，依据此定时估计进行接收定时调整；

广播信道处理模块PBCH，主要用于小区搜索过程中的PBCH(Packet Broadcast Channel，分组广播信道)解调，进行PBCH盲检测，实现小区广播参数的解析，获取小区SFN(SystemFrame Number，系统帧号)；

各种软件控制模块，主要是在终端的处理器上运行，包括各种物理层软件任务执行模块，主要用于控制系统各个硬件子系统模块，完成系统的配合协调工作。

在上述模块的基础上，在终端中设置上述定时处理装置，即可为终端提供OFDM符号级的定时中断，使定时中断可以精确到符号内任意TS(Time Slot，时隙)单位，保证为其它子系统执行各个任务提供精确的时间。同时，对于同一个符号内的中断事件进行合并，大大提高了中断事件处理效率。

在上述定时处理装置中，中断配置模块12的功能主要是基于在终端的处理器上运行的UE物理层控制器LlC及上述的各种软件控制模块，上述各模块在执行各种任务时会需要精确的网络时间，这个时间一般都是通过终端信号来提供的，而中断信号的产生则是通过中断事件来触发的。中断列表单元140的功能就是对所需的中断事件进行整合生成中断事件列表，为终端时间的触发和终端信号的产生提供一个依据。之后，中断配置模块12(即LlC和各种软件控制模块)即可对列表中的中断事件进行配置(主要是硬件配置)，使中断产生单元142可以最终产生所需的中断信号。在具体实施过程中，这个中断事件列表可以使用软件可编程的硬件RAM作为硬件承载，该RAM可以设置在时间控制模块14中。

对于时间控制模块14来说，中断列表单元140的功能同样是基于在终端的处理器上运行的软件，在中断产生单元142实际产生终端之前对同一个符号内的中断事件进行合并，大大提高了中断事件处理效率。

优选地，如图2所示，时间控制模块14可以进一步包括：

第一分发单元144，用于将中断产生单元142产生的中断信号分发给多个处理器或发送给上述多个处理器中的一个或多个；

第二分发单元146，用于将中断产生单元142产生的中断信号分发给该中断信号对应的一个或多个中断事件。

由于LTE终端基带具有数据处理要求高的特点，因此一般都采用双核架构即具有两个处理器，例如ARM和DSP双核结构，第一分发单元144的设置就是用于应对这种双核结构，第一分发单元144会将中断产生单元142产生的中断信号同时发送给这两个处理器，从而可以为双核提供统一的精确的LTE网络时间基准，并解决了双核间定时任务同步处理问题。随着技术的发展，终端携带的处理器的数量可能会进一步增加，此时，本发明的优势就会更为明显。

第二分发单元146主要用于为同一个符号内的中断事件提供中断信号。由于同一个符号内的中断事件会被合并，所以相应的对这些事件来说只会产生一个中断信号，在这种情况下，第二分发单元146的分发功能即可使这些事件同时被触发，有效地解决了多中断同时触发的难题。

优选地，第一分发单元144可以进一步包括：多个顶层中断控制器INTC，每个顶层中断控制器INTC对应一个处理器，用于将中断产生单元142产生的中断信号发送给该顶层中断控制器INTC对应的处理器。

从第一分发单元144的功能来看，其实现的方式可以是多种多样的，包括硬件的实现方式和软件的实现方法。本发明中，优先使用顶层中断控制器来实现，为每个处理器都设置一个顶层中断控制器以分发中断产生单元142产生的中断信号，从而为双核乃至多核提供统一的精确的LTE网络时间基准，并解决双(多)核间定时任务同步处理问题。

优选地，根据本发明实施例的定时处理装置还可以进一步包括：

时间锁存模块16，用于在多模共存时，控制时间控制模块14产生中断信号，锁存除当前模式外其他模式的硬件加速器的网络时间。

现有技术中的终端只能被动的响应其它模式基带的切换中断，不能主动获取其它模式基带的MRTR时间，在多模扩展时有应用的局限性。时间锁存模块16，在检测到多模共存时，例如LTE/TD-SCDMA/GSM多模共存时，会主动的控制UE触发中断信号，锁存其他制式硬件加速器的网络时间，用于提前计算模式切换时的网络边界差值，从而解决了多模共存时异系统之间实现时间同步问题。在具体实施过程中，时间锁存模块16的功能可以在UE物理层控制器LlC的基础上实现。

优选地，时间控制模块14可以进一步包括：

主动锁存单元148，用于在终端接收到模式切换信号后，锁存当前的MRTR时钟。

主动锁存单元148的设置进一步保证了异系统之间时间同步的实现，方便了多模扩展与应用。

图3是使用根据本发明优选实施例的定时处理装置进行定时处理的示意图。图3中并没有直接描述使用根据本发明优选实施例的定时处理装置进行定时处理的方法的流程，而是根据软硬件的基本功能从另一个角度对上述定时处理装置进行了分解，如图3所示，主要分为了“TPU INT”、“TPU DRV”、“TPU DataBase”、“TPU HW”等，其中“TPU INT”代表中断产生功能，“TPU DRV”代表驱动功能，“TPU DataBase”代表数据存储功能、“TPU HW”代表定时处理装置硬件的整体，图3中使用不同的线条表明了不同的处理流程，显示了上述定时处理装置不同部分之间的关系。具体来说，使用上述定时处理装置进行定时处理的方法包括下面步骤：

步骤A，UE上电，TPU模块的MRTR时间处于自由运行状态，软件不会对其调整，通过RFC/DFE硬件模块，为LTE硬件加速器其它物理层子系统处理提供时间基准；

步骤B，LlC收到PS(Protocol Stack，协议栈)下发的小区驻留信令后从广播信道处理模块获取UE与服务小区的系统帧边界信息和SFN帧号后，对TPU模块的Local MRTR计数进行大调整，调整完成后实现与服务小区的边界对齐，如图4所示；

步骤C，UE与网络的晶振存在误差，随着时间的偏移，UE时间边界与服务小区的边界会存在几个Ts偏差，LlC每20ms需要基于从RX获取的定时估计来获取服务小区接收定时信息，并依据此信息对TPU的定时基准进行微调整；

步骤D，中断配置模块(LlC和其他任务执行模块)对TPU模块的软件可编程的硬件RAM中的事件列表进行配置，进行上行发送和下行接收相关控制；

步骤E，TPU模块根据各种配置信息和本地与服务小区对齐的Local MRTR时钟，通过产生各类中断信号(例如：子帧中断)，为LlC和其他任务模块执行各个任务提供精确的时间；

步骤F，UE物理层控制器控制UE进入睡眠模式后，TPU模块关闭30.72M(TPU模块的晶振的频率)使用32K时钟跟踪LTE网络时间，当睡眠时间到，通过中断唤醒ARM和DSP子系统，系统重新进入正常模式；当处于正常模式时，TPU自动对32K时钟进行校准。

下面结合实例对上述优选实施例进行详细说明。

图5是根据本发明实例的使用定时处理装置进行定时处理的示意图。图5中对整个处理的过程进行了更为详尽的描述，并简要的说明了整个流程。具体的，以LlC为执行某一任务注册一个同时发送给ARM和DSP的周期性中断事件为例，整个流程包括如下步骤：

l、物理层软件进行初始化驻留服务小区，完成上述步骤A和B。

2、LlC模块规划事件发生的时间点，以及时间的周期频度，然后调用TPU外部接口函数注册一个周期性TPU事件，事件包含发生时刻，中断周期间隔，中断发生后送出处理器等属性。TPU软件存储事件注册请求。

3、根据上述步骤D，TPU软件模块通过驱动程序把事件写入可编程RAM中的事件表中进行配置TPU硬件；同时在TPU数据库中存储中断发送信息，供中断产生后定时消息分发查询使用。

4、TPU硬件模块，每个符号头依次对RAM事件表项进行检查判断。本实例对应于常规CP模式下的140个符号。对应当前时刻配置有中断事则根据配置请求产生中断信号，分别发送给ARM和DSP，同时保存Index索引号。

5、TPU硬件上报定时中断后，ISR(Interrupt Service Routines，中断服务程序)响应后通知TPU软件模块进行处理(以ARM侧处理为例)，TPU软件模块读取中断Index进行处理，根据Index号查询数据库中保存的注册信息，进行消息分发到目标任务模块软件进程。

6、TPU软件模块判读事件的周期属性，是周期性则等待硬件上报下一个周期性事件中断，4、5和6步循环直至事件删除。

图6是根据本发明实施例的定时处理方法的流程图。如图6所示，根据本发明实施例的定时处理方法包括：

步骤S602，生成中断事件列表，并对中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；

步骤S604，对上述中断事件列表中的中断事件进行配置；

步骤S606，根据上述配置的配置信息及对齐后的本地MRTR时钟产生符号级的中断信号，为中断事件提供网络时间。

上述定时方法，细化了中断粒度，提供了符号级的中断信号。同时，将同一个符号内的中断事件进行合并大大提高了中断事件的处理效率。

优选地，步骤S606可以进一步包括以下处理：

(1)将上述中断信号分发给多个处理器或多个处理器中的一个或多个；

(2)将上述中断信号分发给该中断信号对应的一个或多个中断事件。

处理(1)对应与现有LTE终端普遍采用的双核结构，例如ARM和DSP双核结构，在双核终端中，两个处理器可能会用于同时处理一个任务，此时两个处理器之间的同步就显得尤为重要。处理(1)中的分发机制即可为双核提供统一的精确的LTE网络时间基准，并解决双核间定时任务同步处理问题。当然，随着技术的发展，终端携带的处理器的数量可能会进一步增加，达到多核，此时，本发明的优势就会更为明显。

处理(2)对应于中断事件的合并，由于此时同一符号内的终端时间已经被合并，以此对于这些中断事件来说只会产生一个中断信号，处理(2)中的分发机制在保证了这些中断事件可以同时被触法，有效地解决了多中断同时触发的难题。

优选地，上述处理(1)可以基于顶层中断控制器INTC来实现，即通过多个顶层中断控制器INTC将所述中断信号发送给所述多个处理器或多个处理器中的一个或多个，其中，每个顶层中断控制器INTC对应一个处理器。

处理(1)中的分发机制可以有多种实现方式，包括硬件的实现方式和软件的实现方法。本发明中，优先选用顶层中断控制器INTC来实现这一功能。

优选地，据本发明实施例的定时处理方法还可以进行扩展，如图7所示，包括以下步骤：

步骤S702，生成中断事件列表，并对中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；

步骤S704，对上述中断事件列表中的中断事件进行配置；

步骤S706，根据上述配置的配置信息及对齐后的本地MRTR时钟产生符号级的中断信号，为中断事件提供网络时间；

步骤S708，在多模共存时，锁存除当前模式外其他模式的硬件加速器的网络时间。

在多模共存时，例如LTE/TD-SCDMA/GSM多模共存，UE可以主动触发中断信号，锁存其他制式硬件加速器的网络时间，用于提前计算模式切换时的网络边界差值，从而克服了现有技术中的缺陷，解决了多模异系统之间时间同步问题。

优选地，如图7所示，步骤S708之后还可以进一步包括：

步骤S710，在接收到模式切换信号后，锁存当前的MRTR时钟。

锁存当前的MRTR时钟，进一步保证了异系统之间时间同步的实现，方便了多模扩展与应用。

从以上的描述中，可以看出，本发明提供的技术方案很好的解决了双(多)核架构下，同时为双(多)核提供统一的精确的LTE网络时间基准以及双核间定时任务同步处理问题，提高了中断事件的定时精度，可以有效的降低LTE终端基带芯片的功耗，同时能很好的解决LTE/TD-SCDMA/GSM多模异系统之间时间同步问题。本技术方案容易实现，同时有具有很强的容错性和扩展性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定时处理装置，应用于长期演进系统终端物理层系统，其特征在于，包括：

中断配置模块，用于对中断事件列表中的中断事件进行配置；

时间控制模块，包括：

中断列表单元，用于生成所述中断事件列表，并对所述中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；

中断产生单元，用于根据所述配置的配置信息及对齐后的本地移动无线时钟参考MRTR时钟产生符号级的中断信号，为所述中断事件提供网络时间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间控制模块还包括：

第一分发单元，用于将所述中断产生单元产生的中断信号分发给多个处理器或所述多个处理器中的一个或多个；

第二分发单元，用于将所述中断产生单元产生的中断信号分发给该中断信号对应的一个或多个中断事件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一分发单元包括：多个顶层中断控制器INTC，每个顶层中断控制器INTC对应一个处理器，用于将所述中断产生单元产生的中断信号发送给该顶层中断控制器INTC对应的处理器。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述定时处理装置还包括：

时间锁存模块，用于在多模共存时，控制所述时间控制模块产生中断信号，锁存除当前模式外其他模式的硬件加速器的网络时间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述时间控制模块还包括：

主动锁存单元，用于在所述终端接收到模式切换信号后，锁存当前的MRTR时钟。

6.一种定时处理方法，应用于长期演进系统终端物理层系统，其特征在于，包括：

生成中断事件列表，并对所述中断事件列表中同一个符号内的中断事件进行合并；

对所述中断事件列表中的中断事件进行配置；

根据所述配置的配置信息及对齐后的本地移动无线时钟参考MRTR时钟产生符号级的中断信号，为所述中断事件提供网络时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述为所述中断事件提供网络时间包括以下至少之一：

将所述中断信号分发给多个处理器或所述多个处理器中的一个或多个；

将所述中断信号分发给该中断信号对应的一个或多个中断事件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述中断产生单元产生的中断信号分发给多个处理器或所述多个处理器中的一个或多个包括：

通过多个顶层中断控制器INTC将所述中断信号发送给所述多个处理器或所述多个处理器中的一个或多个，其中，每个所述顶层中断控制器INTC对应一个所述处理器。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在根据所述配置的配置信息及对齐后的本地MRTR时钟产生符号级的中断信号，为所述中断事件提供网络时间之后，还包括：

在多模共存时，锁存除当前模式外其他模式的硬件加速器的网络时间。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在锁存除当前模式外其他模式的硬件加速器的网络时间之后，还包括：

在接收到模式切换信号后，锁存当前的MRTR时钟。

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