CN112073007B - 快速起振设备、方法、装置和晶振装置 - Google Patents

快速起振设备、方法、装置和晶振装置 Download PDF

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CN112073007B CN202010799354.2A CN202010799354A CN112073007B CN 112073007 B CN112073007 B CN 112073007B CN 202010799354 A CN202010799354 A CN 202010799354A CN 112073007 B CN112073007 B CN 112073007B
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02Details
    • H03B5/06Modifications of generator to ensure starting of oscillations

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Abstract

本申请涉及一种快速起振设备、方法、装置和晶振装置。其中,快速起振设备包括控制器、振荡频率调节电路和起振频率输出电路;振荡频率调节电路包括振荡频率粗调电路和振荡频率细调电路;振荡频率粗调电路包括驱动电流源、可编程调谐电容和环形振荡器;振荡频率细调电路包括精准电流源、开断设备、第一可变电容、第二可变电容、充电电阻和充电电容。控制器根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;在完成参数配置的情况下,向振荡频率细调电路发出指令;指令用于调节振荡频率细调电路的等效电容。本申请的快速起振设备能够极大的节省了功耗,进而降低芯片整体功耗水平。

Description

快速起振设备、方法、装置和晶振装置
技术领域
本申请涉及晶体振荡器技术领域,特别是涉及一种快速起振设备、方法、装置和晶振装置。
背景技术
随着蓝牙技术的发展,低功耗的设计显得越来越重要。各器件大部分时间处于系统睡眠状态,只有在系统进行数据的收发的时候才进行激活,这样系统一直在睡眠跟激活之间不断的进行切换,在这个切换过程中,切换时间的长短取决于晶体的起振时间。同时,晶体振荡电路启动的功耗在芯片正常工作前总功耗中占据了较大比例,因此缩短晶体振荡器起振时间对降低芯片整体功耗具有重要意义。
在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:传统起振技术存在起振时间长、起振功耗大等问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够起振时间短、功耗低的快速起振设备、方法、装置和晶振装置。
为了实现上述目的,一方面,本发明实施例提供了一种快速起振设备,包括控制器、振荡频率调节电路和起振频率输出电路;振荡频率调节电路包括振荡频率粗调电路和振荡频率细调电路;
振荡频率粗调电路包括驱动电流源、可编程调谐电容和环形振荡器;环形振荡器的第一端连接驱动电流源,第二端连接可编程调谐电容的第一端,第三端连接起振频率输出电路的输入端;可编程调谐电容的第二端接地;起振频率输出电路的输出端用于连接晶体振荡器;
振荡频率细调电路包括精准电流源、开断设备、第一可变电容、第二可变电容、充电电阻和充电电容;充电电阻的一端分别连接充电电容的一端、第一可变电容的一端和第二可变电容的一端,另一端连接精准电流源;充电电容的另一端接地;第一可变电容的另一端连接可编程调谐电容的第一端;第二可变电容的另一端接地;开断设备用于根据控制器的输出信号,导通或断开精准电流源与充电电阻的连接;控制器分别连接开断设备的控制端、可编程调谐电容的控制端、驱动电流源的控制端;
控制器在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;控制器在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
在其中一个实施例中,起振频率输出电路包括输出缓冲器和RC频率注入电路;
输出缓冲器的输入端连接环形振荡器的第三端,输出端连接RC频率注入电路的输入端;RC频率注入电路的第一输出端和第二输出端均连接晶体振荡器。
在其中一个实施例中,还包括第一去耦电容和第二去耦电容;
RC频率注入电路的第一输出端通过第一去耦电容连接晶体振荡器;RC频率注入电路的第二输出端通过第二去耦电容连接晶体振荡器。
一方面,本发明实施例还提供了一种晶振装置,包括如上述任一项的快速起振设备。
一方面,本发明实施例还提供了一种基于上述任一项的快速起振设备的快速起振方法,包括步骤:
在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;
在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
在其中一个实施例中,还包括步骤:
在检测到晶体振动幅值达到预设值,向振荡频率调节电路发送关闭指令。
在其中一个实施例中,预设电流源参数和预设调谐电容参数为根据晶体振荡器首次上电时的寄存器初始值得到。
一方面,本发明实施例还提供了一种快速起振装置,包括:
配置模块,用于在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;
调节模块,用于在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
在其中一个实施例中,还包括:
关闭模块,用于在检测到晶体振动幅值达到预设值,向所述振荡频率调节电路发送关闭指令。
另一方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
本申请提供的快速起振设备,通过振荡频率粗调电路中的驱动电流源和可编程调谐电容,将环形振荡器输出的起振频率粗调至晶体振荡器振荡频率负极,而后通过导通所述精准电流源与所述充电电阻的连接进而调节起振频率,以使起振频率输出电路输出至晶振的起振频率快速达到目标频率。从产品结构上而言,简化了起振频率输出电路,通过细调节注入频率的方式,精准捕捉晶振的振荡频率,达到缩短起振时间的目的。同时,本申请的快速起振设备主要由振荡频率细调电路和起振频率输出电路产生功耗,能够极大的节省了由于结构复杂而引入的其他功能模块的功耗,进而降低起振所需功耗,进而降低芯片整体功耗水平。
附图说明
通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明,本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分,且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本申请的主旨。
图1为一个实施例中传统起振设备的结构框图;
图2为一个实施例中快速起振设备的第一示意性结构框图;
图3为一个实施例中快速起振的过程示意图;
图4为一个实施例中快速起振设备与传统起振设备的起振过程对比图;
图5为一个实施例中起振频率输出电路的结构框图;
图6为一个实施例中快速起振设备的第二示意性结构框图;
图7为一个实施例中快速起振方法的第一示意性流程示意图;
图8为一个实施例中快速起振方法的第二示意性流程示意图;
图9为一个实施例中快速起振装置的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一电阻称为第二电阻,且类似地,可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻,但其不是同一电阻。
可以理解,以下实施例中的“连接”,如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
如图1所示,晶体振荡器具有高Q值特点,RC振荡器输出牵引频率必须满足<0.5%才有可能完成快速起振功能,传统结构利用DSM伪随机调制、附加锁频环、锁相环、比较器,目的都是为了采用低功耗成本的时钟频率注入在较短时间内取得可观的快速起振时间效果,而本发明方法采用电流源充放电方式精准注入牵引频率加速起振时间,电路实现方式简单,可靠性高。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种快速起振设备,包括控制器、振荡频率调节电路和起振频率输出电路;振荡频率调节电路包括振荡频率粗调电路和振荡频率细调电路;
振荡频率粗调电路包括驱动电流源、可编程调谐电容和环形振荡器ring;环形振荡器ring的第一端连接驱动电流源,第二端连接可编程调谐电容的第一端,第三端连接起振频率输出电路的输入端;可编程调谐电容的第二端接地;起振频率输出电路的输出端用于连接晶体振荡器;
振荡频率细调电路包括精准电流源、开断设备、第一可变电容C0、第二可变电容C1、充电电阻R0和充电电容C2;充电电阻R0的一端分别连接充电电容C2的一端、第一可变电容C0的一端和第二可变电容C1的一端,另一端连接精准电流源;充电电容C2的另一端接地;第一可变电容C0的另一端连接可编程调谐电容的第一端;第二可变电容C1的另一端接地;开断设备用于根据控制器的输出信号,导通或断开精准电流源与充电电阻R0的连接;控制器(图2未示)分别连接开断设备的控制端、可编程调谐电容的控制端、驱动电流源的控制端;
控制器在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;控制器在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
其中,起振频率输出电路可以为本领域任意一种输出频率至晶体振荡器(也称晶振)的电路。振荡频率调节电路用于对起振频率进行调节。驱动电源可以为本领域任意一种可编程控制的电流源。可编程调谐电容为可以根据控制器的指令进行调节电容值的电容阵列,用于调节环形振荡器的输出频率。环形振荡器,是由三个非门或更多奇数个非门输出端和输入端首尾相接,构成环状的电路。
可选地,控制器的类型不受限制,可以根据实际应用情况进行设置,例如,可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
具体的,控制器可以通过本领域任意手段检测芯片的功耗状态,并在芯片处于低功耗的情况下,对驱动电流源和可编程调谐电容进行参数配置。预设电流源参数可以为晶振正常工作时驱动电流源的寄存器控制位;预设调谐电容参数可以为晶振正常工作时可编程调谐电容的寄存器控制位。在一个具体示例中,预设电流源参数可以为在晶振电路首次上电,芯片内部状态机完成trim流程(自校准的流程)后,晶振正常工作时驱动电流源寄存器的配置参数。在一个具体示例中,预设调谐电容参数可以在晶振电路首次上电,芯片内部状态机完成trim流程(自校准的流程)后,晶振正常工作时可编程调谐电容的寄存器配置参数。在完成对驱动电流源和可编程调谐电容的参数配置后,即可完成粗调振荡频率的过程。需要说明的是,当粗调振荡频率完成时,输出的起振频率在不同的应用场合下会发生偏移,从而导致输出的起振频率在目标频率附近,达不到起振的效果。例如:假设目标频率为24Mhz,上述粗调只能实现输出的起振频率在23.9Mhz附近。
控制器要实现对芯片进行起振,需要将输出的起振频率调整至目标频率。此时在芯片处于低功耗的情况下,控制器调节振荡频率细调电路中第一可变电容和第二可变电容的等效电容Cvar,通过电容值的变化使得环形振荡器输出的起振频率能够达到目标频率。目标频率也即上述晶体振荡器的振荡频率。需要说明的是,起振频率其中,Req为环形振荡器的等效电阻,CArray为可编程调谐电容的电容值。精准电流源用于对RC电路进行充电。第一可变电容和第二可变电容为电容值根据电压值变化而发生改变的电容。开断设备为本领域任意一种具有开断回路能力的设备。当RC电路中的充电电容C2充满电时,RC电路的输出端(也即分别连接第一可变电容和第二可变电容的端口)输出的电压随时间变化而变化,从而改变第一可变电容和第二可变电容的电容值随时间变化而变化,以使得起振频率逐渐增大最终达到目标值。开断设备用于根据控制器的信号进行通断。以具体连接结构而言,开断设备的控制端连接控制器,第一端连接精准电流源,第二端连接RC电路。在一个具体示例中,开断设备可以为MOS管等元器件。具体的,控制器在完成参数配置的情况下,通过控制端向开断设备发出控制信号,用于使开断设备导通精准电流源与RC电路的连接。具体的,等效电容值为/>充电时间常数为τ=R0C2;第一可变电容和第二可变电容相连的端电压为Vb=V0(1-e-t/τ)。进一步的,充点电阻和充电电容的值可以进行调节,以改变起振频率的输出区间,从而使得更快的达到晶体振荡器的振荡频率。
本申请的快速起振设备在使用时,如图3所示,当芯片工作电压VDD达到额定电压,经过第一时长t1(t1为1个单位间隔(1UI)),在A点时芯片进入低功耗(power Down)模式;经过第二时长t2(t2为2个单位间隔(2UI)),在B点时芯片进入快速注入(Fast inject)模式,通过粗调频率电路确定第一频率点;经过第三时长t3(t3为2个单位间隔(2UI)),在C点时进入芯片细调频率模式,通过调节RC充电,使Vb快速达到起振频率点fc,同时环形振荡器(ring)根据Vb的当前电压值确定当前输出的频率值。如图4所示,S1曲线和S2曲线分别为本申请的快速起振设备和传统PPL锁相环起振电路。曲线S1在tc时刻精准调节电路确定起振频率点fc;曲线S2在tc'时刻精准调节电路确定起振频率点fc;其中,tc<tc'。
上述快速起振设备,通过振荡频率粗调电路中的驱动电流源和可编程调谐电容,将环形振荡器输出的起振频率粗调至晶体振荡器振荡频率负极,而后通过导通所述精准电流源与所述充电电阻的连接进而调节起振频率,以使起振频率输出电路输出至晶振的起振频率快速达到目标频率。从产品结构上而言,简化了起振频率输出电路,通过细调节注入频率的方式,精准捕捉晶振的振荡频率,达到缩短起振时间的目的。同时,本申请的快速起振设备主要由振荡频率细调电路和起振频率输出电路产生功耗,能够极大的节省了由于结构复杂而引入的其他功能模块的功耗,进而降低起振所需功耗,进而降低芯片整体功耗水平。
在一个实施例中,如图5所示,起振频率输出电路包括输出缓冲器41和RC频率注入电路43;
输出缓冲器41的输入端连接环形振荡器的第三端,输出端连接RC频率注入电路43的输入端;RC频率注入电路43的第一输出端和第二输出端均连接晶体振荡器。
具体的,通过输出缓冲器和RC频率注入电路将起振频率输出至晶体振荡器。
在其中一个实施例中,如图6所示,提供了一种快速起振设备,包括控制器、振荡频率调节电路和起振频率输出电路;振荡频率调节电路包括振荡频率粗调电路和振荡频率细调电路;
振荡频率粗调电路包括驱动电流源、可编程调谐电容和环形振荡器;环形振荡器的第一端连接驱动电流源,第二端连接可编程调谐电容的第一端,第三端连接起振频率输出电路的输入端;可编程调谐电容的第二端接地;起振频率输出电路的输出端用于连接晶体振荡器;
振荡频率细调电路包括精准电流源、开断设备、第一可变电容、第二可变电容、充电电阻和充电电容;充电电阻的一端分别连接充电电容的一端、第一可变电容的一端和第二可变电容的一端,另一端连接精准电流源;充电电容的另一端接地;第一可变电容的另一端连接可编程调谐电容的第一端;第二可变电容的另一端接地;开断设备用于根据控制器的输出信号,导通或断开精准电流源与充电电阻的连接;控制器分别连接开断设备的控制端、可编程调谐电容的控制端、驱动电流源的控制端;
控制器在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;控制器在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
还包括第一去耦电容C3和第二去耦电容C4;
RC频率注入电路的第一输出端通过第一去耦电容C3连接晶体振荡器;RC频率注入电路的第二输出端通过第二去耦电容C4连接晶体振荡器。
具体的,第一去耦电容和第二去耦电容用于起到抗干扰的作用。
在一个实施例中,提供了一种晶振装置,包括如上述任一项的快速起振设备。
具体的,晶振装置可以包括上述快速起振设备,还可以包括晶体振荡器。上述晶振装置具有能够快速起振的优点。
在一个实施例中,如图7所示,提供了一种基于上述任一项的快速起振设备的快速起振方法,包括步骤:
S710,在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;
具体的,可以通过本领域任意手段判断芯片是否进入低功耗状态。在其中一个实施例中,预设电流源参数和预设调谐电容参数为根据晶体振荡器首次上电时的寄存器初始值得到。在进行参数配置后,即可实现对起振频率的粗调,使得起振频率在晶体振荡器的振荡频率附近。
S720,在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
要实现对芯片进行起振,需要将输出的起振频率调整至目标频率。此时在芯片处于低功耗的情况下,精准电流源对RC电路充电,从而调节振荡频率细调电路的等效电容Cvar,通过电容值的变化,使得环形振荡器输出的起振频率能够达到目标频率。开断设备用于根据控制器的输出信号,导通或断开精准电流源与RC电路的连接。控制振荡频率细调电路中的开断设备闭合,即可实现振荡频率细调电路的等效电容。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种基于上述任一项的快速起振设备的快速起振方法,包括步骤:
S810,在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;
S820,在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
还包括步骤:
S830,在检测到晶体振动幅值达到预设值,向振荡频率调节电路发送关闭指令。
具体的,可以通过本领域任意一种方式检测晶体振动幅值,在确认晶体振动幅值满足预设条件时,则当前已起振成功,向振荡频率调节电路发送关闭指令。具体的,关闭振荡频率调节电路的使能信号端即可实现快速起振设备的关闭。
应该理解的是,虽然图7-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图7-8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图9所示,提供了一种快速起振装置,包括:
配置模块,用于在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;
调节模块,用于在完成参数配置的情况下,向开断设备发出指令;指令用于调节导通精准电流源与充电电阻的连接,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
在其中一个实施例中,还包括:
关闭模块,用于在检测到晶体振动幅值达到预设值,向所述振荡频率调节电路发送关闭指令。
关于快速起振装置的具体限定可以参见上文中对于快速起振方法的限定,在此不再赘述。上述快速起振装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对可编程调谐电容进行参数配置;
在完成参数配置的情况下,向振荡频率细调电路发出指令;指令用于调节振荡频率细调电路的等效电容,以使环形振荡器输出的起振频率调整至晶体振荡器的振荡频率。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
在检测到晶体振动幅值达到预设值,向振荡频率调节电路发送关闭指令。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM,简称RDRAM)、以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种快速起振设备,其特征在于,包括控制器、振荡频率调节电路和起振频率输出电路;所述振荡频率调节电路包括振荡频率粗调电路和振荡频率细调电路;
所述振荡频率粗调电路包括驱动电流源、可编程调谐电容和环形振荡器;所述环形振荡器的第一端连接所述驱动电流源,第二端连接所述可编程调谐电容的第一端,第三端连接所述起振频率输出电路的输入端;所述可编程调谐电容的第二端接地;所述起振频率输出电路的输出端用于连接晶体振荡器;
所述振荡频率细调电路包括精准电流源、开断设备、第一可变电容、第二可变电容、充电电阻和充电电容;所述充电电阻的一端分别连接所述充电电容的一端、所述第一可变电容的一端和所述第二可变电容的一端,另一端连接所述精准电流源;所述充电电容的另一端接地;所述第一可变电容的另一端连接所述可编程调谐电容的第一端;所述第二可变电容的另一端接地;所述开断设备用于根据所述控制器的输出信号,导通或断开所述精准电流源与所述充电电阻的连接;所述控制器分别连接所述开断设备的控制端、所述可编程调谐电容的控制端、所述驱动电流源的控制端;
所述控制器在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对所述驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对所述可编程调谐电容进行参数配置;所述控制器在完成参数配置的情况下,向所述开断设备发出指令;所述指令用于调节导通所述精准电流源与所述充电电阻的连接,以使所述环形振荡器输出的起振频率调整至所述晶体振荡器的振荡频率。
2.根据权利要求1所述的快速起振设备,其特征在于,所述起振频率输出电路包括输出缓冲器和RC频率注入电路;
所述输出缓冲器的输入端连接所述环形振荡器的第三端,输出端连接所述RC频率注入电路的输入端;所述RC频率注入电路的第一输出端和第二输出端均连接所述晶体振荡器。
3.根据权利要求2所述的快速起振设备,其特征在于,还包括第一去耦电容和第二去耦电容;
所述RC频率注入电路的第一输出端通过所述第一去耦电容连接所述晶体振荡器;所述RC频率注入电路的第二输出端通过所述第二去耦电容连接所述晶体振荡器。
4.一种晶振装置,其特征在于,包括如权利要求1至3任一项所述的快速起振设备。
5.一种基于权利要求1至3任一项所述的快速起振设备的快速起振方法,其特征在于,包括步骤:
在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对所述驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对所述可编程调谐电容进行参数配置;
在完成参数配置的情况下,向所述开断设备发出指令;所述指令用于调节导通所述精准电流源与所述充电电阻的连接,以使所述环形振荡器输出的起振频率调整至所述晶体振荡器的振荡频率。
6.根据权利要求5所述的快速起振方法,其特征在于,还包括步骤:
在检测到晶体振动幅值达到预设值,向所述振荡频率调节电路发送关闭指令。
7.根据权利要求5所述的快速起振方法,其特征在于,所述预设电流源参数和所述预设调谐电容参数为根据所述晶体振荡器首次上电时的寄存器初始值得到。
8.一种快速起振装置,包括如权利要求1-3任一项所述的快速起振设备,其特征在于,还包括:
配置模块,用于在检测到芯片进入低功耗状态的情况下,根据预设电流源参数对所述驱动电流源进行参数配置,根据预设调谐电容参数对所述可编程调谐电容进行参数配置;
调节模块,用于在完成参数配置的情况下,向所述开断设备发出指令;所述指令用于调节导通所述精准电流源与所述充电电阻的连接,以使所述环形振荡器输出的起振频率调整至所述晶体振荡器的振荡频率。
9.根据权利要求8所述的快速起振装置,其特征在于,还包括:
关闭模块,用于在检测到晶体振动幅值达到预设值,向所述振荡频率调节电路发送关闭指令。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5至7中任一项所述的方法的步骤。
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