CN110990322B - 时钟调整装置及其传输系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种时钟调整装置及其传输系统和方法,该装置包括振荡器、第一计数器、第二计数器、计数比较器以及阈值比较器。第一计数器和第二计数器分别对参考时钟信号和工作时钟信号计数以取得参考时钟数和工作时钟数,接着计数比较器则比较参考时钟数和工作时钟数以取得候选校准值,阈值比较器则比较候选校准值和更新阈值以提供输出校准值至振荡器,振荡器从而调整及发送工作时钟信号。其中,当候选校准值落入更新阈值的范围内,输出校准值为候选校准值;当候选校准值超出更新阈值的范围外,振荡器不调整工作时钟信号。通过两次的比较,判断及排除被杂讯所影响的校准值。
Description
技术领域
本发明关于一种时钟调整装置,特别是,一种具有计数比较器和阈值比较器来调整工作时钟信号的时钟调整装置及其传输系统和方法。
背景技术
随着科技的进步,通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)为相当常见的装置,并利用USB与电脑进行数据传输。一般而言,现有方法为在USB内建一个精确的电感电容振荡器(LC Oscillator)以发出工作时钟信号,电脑的处理器发出参考时钟信号至USB,USB的比较器比较工作时钟信号和参考时钟信号来取得校准值,并利用校准值调整工作时钟信号,但却无法排除杂讯干扰校准值的状况,进而错误调整工作时钟信号,且电感电容振荡器会占据较大的芯片面积,导致USB的制造成本提高。
中国台湾专利公告第I530799号利用可编程振荡回路的回授控制及USB的低频周期信号,使USB的工作时钟信号和电脑的处理器的参考时钟信号的频率的误差在容许范围内,但若低频周期信号已受到杂讯影响,则错误调整工作时钟的频率,因此,此专利前案仍未能排除杂讯进入USB的状况。
综观前述,本发明的发明者思索并设计一种时钟调整装置及其传输系统和方法,以期针对现有技术的缺失加以改善,进而增进产业上的实施利用。
发明内容
有鉴于上述现有的问题,本发明的目的在于提供一种时钟调整装置及其传输系统和方法,用以解决现有技术中所面临的问题。
基于上述目的,本发明提供一种时钟调整装置,其包括振荡器、第一计数器、第二计数器、计数比较器以及阈值比较器。振荡器发送工作时钟信号;第一计数器接收参考时钟信号,并对参考时钟信号进行计数以取得参考时钟数;第二计数器连接振荡器以接收工作时钟信号,并对工作时钟信号进行计数以取得工作时钟数;计数比较器连接第一计数器及第二计数器,接收并比较参考时钟数和工作时钟数,以取得候选校准值;阈值比较器连接振荡器并提供输出校准值于振荡器,使振荡器据以调整工作时钟信号。其中,阈值比较器储存当前校准值及更新阈值,且阈值比较器连接计数比较器以接收候选校准值,并将候选校准值与更新阈值进行比较,当候选校准值落入更新阈值的范围内,则以候选校准值作为输出校准值;当候选校准值超出更新阈值的范围,则以当前校准值作为输出校准值。通过阈值比较器和计数比较器的双重比较,判断及排除被杂讯所影响的校准值。
较佳地,阈值比较器包括存储器,存储器储存输出校准值作为当前校准值。
较佳地,当候选校准值超出更新阈值的范围时,振荡器不调整工作时钟信号。
基于上述目的,本发明提供一种传输系统,其包括设备端装置以及主机端装置。主机端装置发送参考时钟信号;设备端装置通信连接主机端装置及设有时钟调整装置,时钟调整装置包括振荡器、第一计数器、第二计数器、计数比较器以及阈值比较器。振荡器发送工作时钟信号;第一计数器连接参考时钟器以接收参考时钟信号,并对参考时钟信号进行计数以取得参考时钟数;第二计数器连接振荡器以接收工作时钟信号,并对工作时钟信号进行计数以取得工作时钟数;计数比较器连接第一计数器及第二计数器,接收并比较参考时钟数和工作时钟数,以取得候选校准值;阈值比较器连接振荡器,并提供输出校准值于振荡器,使振荡器据以调整工作时钟信号。其中,阈值比较器储存当前校准值及更新阈值,且阈值比较器连接计数比较器以接收候选校准值,并将候选校准值与更新阈值进行比较,当候选校准值落入更新阈值的范围内,则以候选校准值作为输出校准值;当候选校准值超出更新阈值的范围,则以当前校准值作为输出校准值。通过时钟调整装置的两次比较,使主机端装置和设备端装置之间的数据传输能顺利进行。
较佳地,阈值比较器包括存储器,存储器储存输出校准值作为当前校准值。
较佳地,当候选校准值落入更新阈值的范围内时,阈值比较器传送候选校准值至参考时钟器,以调整参考时钟信号。
较佳地,当候选校准值超出更新阈值的范围时,振荡器不调整工作时钟信号。
基于上述目的,本发明提供一种时钟调整方法,其包括:(1)利用振荡器发送工作时钟信号。(2)利用第一计数器和第二计数器分别对参考时钟信号和工作时钟信号计数,以取得参考时钟数以及工作时钟数。(3)利用计数比较器比较参考时钟数以及工作时钟数,以取得候选校准值。(4)利用储存当前校准值及更新阈值的阈值比较器比较候选校准值和更新阈值,当候选校准值落入更新阈值的范围内,则以候选校准值作为输出校准值;当候选校准值超出更新阈值的范围,则以当前校准值作为输出校准值。(5)根据输出校准值,振荡器调整工作时钟信号。通过本发明的方法,判断及排除被杂讯所影响的校准值。
较佳地,阈值比较器利用存储器储存输出校准值作为当前校准值。
较佳地,当候选校准值超出更新阈值的范围时,不调整振荡器的工作时钟信号。
承上所述,本发明的时钟调整装置及其方法,通过计数比较器和阈值比较器的双重比较,判断及排除被杂讯所影响的候选校准值。
承上所述,本发明的传输系统,利用时钟调整装置的设置,使主机端装置和设备端装置之间的数据传输能顺利进行。
附图说明
图1为本发明的传输系统的方块图。
图2为本发明的时钟调整装置的方块图。
图3为本发明的时钟调整装置的未被杂讯干扰的信号波形图。
图4为本发明的时钟调整装置的被杂讯干扰的信号波形图。
图5为本发明的时钟调整方法的流程图。
附图标号:
1:设备端装置
2:主机端装置
10:时钟调整装置
11:振荡器
12:第一计数器
13:第二计数器
14:计数比较器
15:阈值比较器
151:存储器
CAND:候选校准值
CUR:当前校准值
C1:参考时钟数
C2:工作时钟数
OUT:输出校准值
REF:参考时钟信号
THRE:更新阈值
WORK:工作时钟信号
S11~S15:步骤
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解,且本发明可以不同形式来实现,故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例,相反地,对所属技术领域的技术人员而言,所提供的实施例将使本揭露更加透澈与全面且完整地传达本发明的范畴。
请参阅图1,其为本发明的传输系统的方块图。如图1所示,本发明的传输系统包括主机端装置2以及设备端装置1,设备端装置1可例如为鼠标、键盘或USB硬盘的USB的周边装置,主机端装置2可例如为电脑或音乐播放器,当然也可为其他具有相同功能的装置,并未局限于本发明所列举的范围。主机端装置2发送参考时钟信号REF;设备端装置1通信连接主机端装置2及设有时钟调整装置10,时钟调整装置10的作动机制详细说明如下。
请续参阅图2,其为本发明的时钟调整装置的方块图。本发明的时钟调整装置10包括振荡器11、第一计数器12、第二计数器13、计数比较器14以及阈值比较器15。振荡器11发送工作时钟信号WORK;第一计数器12接收参考时钟信号REF,并对参考时钟信号REF进行计数以取得参考时钟数C1;第二计数器13连接振荡器11以接收工作时钟信号WORK,并对工作时钟信号WORK进行计数以取得工作时钟数C2;计数比较器14连接第一计数器12及第二计数器13,接收并比较参考时钟数C1和工作时钟数C2,以取得候选校准值CAND;阈值比较器15连接振荡器11和计数比较器14及包括储存当前校准值CUR和更新阈值THRE的存储器151,并提供输出校准值OUT于振荡器11,使振荡器11据以调整工作时钟信号WORK。通过时钟调整装置10的两次比较,使主机端装置2和设备端装置1之间的数据传输能顺利进行。
请参阅图3和图4,其分别为本发明的时钟调整装置的未被杂讯干扰的信号波形图以及本发明的时钟调整装置的被杂讯干扰的信号波形图。如图3和图4所示,并搭配图1和图2详细说明阈值比较器15的作动如下:(1)阈值比较器15接收候选校准值CAND并比较候选校准值CAND和更新阈值THRE,当候选校准值CAND落入更新阈值THRE的范围内,则以候选校准值CAND更新存储器151内储存的当前校准值CUR,并以候选校准值CAND作为输出校准值OUT,振荡器11如图3根据候选校准值CAND调整工作时钟信号WORK,使参考时钟信号REF和工作时钟信号WORK的频率之间的误差在USB-IF(Universal Serial Bus Implementers Forum)所规定的误差范围内。(2)阈值比较器15接收候选校准值CAND并比较候选校准值CAND和更新阈值THRE,当候选校准值CAND超出更新阈值THRE的范围,则以当前校准值CUR作为输出校准值OUT,认为有杂讯干扰候选校准值CAND,假若使用此次的候选校准值CAND,则如图4造成工作时钟信号WORK的频率错误调整,使工作时钟信号WORK和参考时钟信号REF的频率之间的误差过大。因此,存储器151不储存此次的候选校准值CAND作为当前校准值CUR,当前校准值CUR为前次在存储器151储存的候选校准值CAND,振荡器11根据前次在存储器151储存的候选校准值CAND调整工作时钟信号WORK。亦即,在这种状况下,振荡器11不调整工作时钟信号WORK的频率。
举例来说,在某时间或更新周期t=k,阈值比较器15接收候选校准值CANDt=k并将候选校准值CANDt=k和更新阈值THRE相比较,若候选校准值CANDt=k落入更新阈值THRE的范围内,则存储器151则储存候选校准值CANDt=k为当前校准值CUR,并以候选校准值CANDt=k作为输出校准值OUT,使振荡器11根据候选校准值CANDt=k调整工作时钟信号WORK;在时间或更新周期t=k+1,阈值比较器15候选校准值CANDt=k+1并将接收的候选校准值CANDt=k+1和更新阈值THRE相比较,若候选校准值CANDt=k+1未落入更新阈值THRE的范围内,则存储器151不以候选校准值CANDt=k+1更新当前校准值CUR,也就是以当前校准值CUR(CANDt=k)作为输出校准值OUT,让振荡器11维持工作时钟信号WORK的频率。在另一实施例中,阈值比较器15亦可以将前后两个候选校准值CANDt=k、CANDt=k+1的差值与更新阈值THRE相比较,只有在该差值落入更新阈值THRE的范围内时,才以候选校准值CANDt=k+1更新当前校准值CUR,并使振荡器11据以调整工作时钟信号WORK。
请参阅图5,其为本发明的时钟调整方法的流程图。如图5所示,将本发明的时钟调整装置归纳出一种时钟调整方法,本发明的时钟调整方法所示的步骤并非连续进行,其他步骤也可插入其中。如图5所示,并搭配图1和图2说明本发明的时钟调整方法如下:
步骤S11:利用振荡器11发送工作时钟信号WORK。
步骤S12:接着利用第一计数器12和第二计数器13分别对参考时钟信号REF和工作时钟信号WORK计数,以取得参考时钟数C1以及工作时钟数C2。
步骤S13:利用计数比较器14比较参考时钟数C1以及工作时钟数C2,以取得候选校准值CAND。
步骤S14:最后利用阈值比较器15比较候选校准值CAND和更新阈值THRE,当候选校准值CAND落入更新阈值THRE的范围内,进入S15步骤;当候选校准值CAND超出更新阈值THRE的范围,进入S16步骤。
步骤S15:以候选校准值CAND作为输出校准值OUT,振荡器11根据候选校准值CAND调整工作时钟信号WORK,从而使工作时钟信号WORK和参考时钟信号REF的频率,最后参考时钟信号REF和工作时钟信号WORK的频率之间的误差在USB-IF(Universal Serial BusImplementers Forum)所规定的误差范围内。
步骤S16:以当前校准值CUR作为输出校准值OUT,且认为有杂讯干扰候选校准值CAND,因此,存储器151不储存此次的候选校准值CAND作为当前校准值CUR,当前校准值CUR为前次在存储器151储存的候选校准值CAND,振荡器11根据前次在存储器151储存的候选校准值CAND调整工作时钟信号WORK,亦即,振荡器11不调整工作时钟信号WORK的频率。
通过本发明的方法,判断及排除被杂讯所影响的校准值。
综观前述,本发明的时钟调整装置及其方法,通过计数比较器14和阈值比较器15的双重比较,判断及排除被杂讯所影响的候选校准值CAND,另,本发明的传输系统具有时钟调整装置10,使主机端装置2和设备端装置1之间的数据传输能顺利进行。总而言之,本发明的时钟调整装置及其传输系统和方法,具有如上述的优点,排除被杂讯所影响的候选校准值CAND。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于本申请专利范围中。
Claims (9)
1.一种时钟调整装置,其特征在于,包括:
一振荡器,发送一工作时钟信号;
一第一计数器,接收一参考时钟信号,并对该参考时钟信号进行计数以取得一参考时钟数;
一第二计数器,连接该振荡器以接收该工作时钟信号,并对该工作时钟信号进行计数以取得一工作时钟数;
一计数比较器,连接该第一计数器及该第二计数器,接收并比较该参考时钟数和该工作时钟数,以取得一候选校准值;以及
一阈值比较器,连接该振荡器,并提供一输出校准值于该振荡器,使该振荡器据以调整该工作时钟信号;
其中,该阈值比较器储存一当前校准值及一更新阈值,且该阈值比较器连接该计数比较器以接收该候选校准值,并将该候选校准值与该更新阈值进行比较,当该候选校准值落入该更新阈值的范围内,则以该候选校准值作为该输出校准值;当该候选校准值超出该更新阈值的范围,则以该当前校准值作为该输出校准值。
2.如权利要求1所述的时钟调整装置,其特征在于,该阈值比较器包括一存储器,该存储器储存该输出校准值作为该当前校准值。
3. 如权利要求1所述的时钟调整装置,其特征在于,当该候选校准值超出该更新阈值的范围时,该振荡器不调整该工作时钟信号。
4. 一种传输系统,其特征在于,包括
一主机端装置,发送一参考时钟信号;以及
一设备端装置,通信连接该主机端装置及设有一时钟调整装置,该时钟调整装置包括:
一振荡器,发送一工作时钟信号;
一第一计数器,接收该参考时钟信号,并对该参考时钟信号进行计数以取得一参考时钟数;
一第二计数器,连接该振荡器以接收该工作时钟信号,并对该工作时钟信号进行计数以取得一工作时钟数;
一计数比较器,连接该第一计数器及该第二计数器,接收并比较该参考时钟数和该工作时钟数,以取得一候选校准值;以及
一阈值比较器,连接该振荡器,并提供一输出校准值于该振荡器,使该振荡器据以调整该工作时钟信号;
其中,该阈值比较器储存一当前校准值及一更新阈值,且该阈值比较器连接该计数比较器以接收该候选校准值,并将该候选校准值与该更新阈值进行比较,当该候选校准值落入该更新阈值的范围内,则以该候选校准值作为该输出校准值;当该候选校准值超出该更新阈值的范围,则以该当前校准值作为该输出校准值。
5.如权利要求4所述的传输系统,其特征在于,该阈值比较器包括一存储器,该存储器储存该输出校准值作为该当前校准值。
6.如权利要求4所述的传输系统,其特征在于,当该候选校准值超出该更新阈值的范围时,该振荡器不调整该工作时钟信号。
7.一种时钟调整方法,其特征在于,包括:
利用一振荡器发送一工作时钟信号;
利用一第一计数器和一第二计数器分别对一参考时钟信号和该工作时钟信号计数,以取得一参考时钟数以及一工作时钟数;
利用一计数比较器比较该参考时钟数以及该工作时钟数,以取得一候选校准值;
利用储存一当前校准值及一更新阈值的一阈值比较器比较该候选校准值和该更新阈值,当该候选校准值落入该更新阈值的范围内,则以该候选校准值作为一输出校准值;当该候选校准值超出该更新阈值的范围,则以该当前校准值作为该输出校准值;以及
根据该输出校准值,该振荡器调整该工作时钟信号。
8.如权利要求7所述的时钟调整方法,其特征在于,该阈值比较器利用一存储器储存该输出校准值作为该当前校准值。
9.如权利要求7所述的时钟调整方法,其特征在于,当该候选校准值超出该更新阈值的范围时,不调整该振荡器的该工作时钟信号。
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