CN114625208A - 时钟电路和蓝牙设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种时钟电路及蓝牙设备，以兼容经典蓝牙的参考时钟的情况下，简化双模蓝牙设计中低功耗蓝牙的参考时钟，提高低功耗蓝牙定时机制和时间调度机制的执行效率。该参考时钟电路应用于双模蓝牙，包括第一计数器、第二计数器、第三计数器和时钟转换单元，所述第一计数器和所述第二计数器用于生成第一时刻信息，所述第三计数器用于生成第二时刻信息，所述第一时刻信息和所述第二时刻信息对应的格式不同；所述时钟转换单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和/或将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

Description

时钟电路和蓝牙设备

技术领域

本公开涉及电子技术领域，具体地，涉及一种时钟电路和蓝牙设备。

背景技术

双模蓝牙是指同时支持经典蓝牙协议和低功耗蓝牙协议的蓝牙设备。其中，考虑到经典蓝牙模块中必须维护一个蓝牙时钟，且蓝牙事件的时间间隔为625微秒的倍数，而低功耗蓝牙模块中没有规定蓝牙时钟，通常经典蓝牙模块和低功耗蓝牙模块使用相同的参考时钟电路，该参考时钟电路通常包括一个计时单位为312.5微秒的计数器和计时单位为1微秒或0.5微秒的精细计数器。对于经典蓝牙模块，该两个计数器可以满足各种参数的计时需求。

但是，对于低功耗蓝牙模块，时间参数可能不满足1.25毫秒的倍数，因此通过该两个计数器作为参考时钟，无论是软件还是硬件在计时这些时间参数时，都要额外的求模和求余处理，增加了运算量和相应的电路开销，同时也增加了低功耗蓝牙的定时机制和时间调度机制的复杂度。

发明内容

本公开的目的是提供一种时钟电路及蓝牙设备，以兼容经典蓝牙的参考时钟的情况下，简化双模蓝牙设计中低功耗蓝牙的参考时钟，提高低功耗蓝牙定时机制和时间调度机制的执行效率。

为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种时钟电路，应用于双模蓝牙，包括第一计数器、第二计数器、第三计数器和时钟转换单元，所述第一计数器和所述第二计数器用于生成第一时刻信息，所述第三计数器用于生成第二时刻信息，所述第一时刻信息和所述第二时刻信息对应的格式不同；

所述时钟转换单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和/或将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

可选地，所述时钟转换单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息；

所述时钟转换单元包括第一转换子单元和第二转换子单元，所述第一转换子单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，所述第二转换子单元用于将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

可选地，所述时钟转换单元用于：

确定待转换的第一时刻信息与采样得到的当前第一时刻信息所表征的时刻间的第一时刻差值，将所述第一时刻差值进行格式转换，以得到目标第一时刻差值，将所述目标第一时刻差值与采样得到的当前第二时刻信息所表征的时刻之和，确定为所述目标第二时刻信息；和/或

确定待转换的第二时刻信息与采样得到的当前第二时刻信息所表征的时刻间的第二时刻差值，将所述第二时刻差值进行格式转换，以得到目标第二时刻差值，将所述目标第二时刻差值与采样得到的当前第一时刻信息所表征的时刻之和，确定为所述目标第一时刻信息。

可选地，所述待转换的第一时刻信息包括所述第一计数器的计时单位对应的第一待转换时刻和所述第二计数器的计时单位对应的第二待转换时刻，所述当前第一时刻信息包括所述第一计数器的计时单位对应的第一子时刻和所述第二计数器的计时单位对应的第二子时刻，所述时钟转换单元包括第一减法器、第二减法器、第一加法器、第二加法器和乘法器；

所述第一减法器用于计算所述第一待转换时刻和所述第一子时刻间的时刻差值，所述第二减法器用于计算所述第二待转换时刻和所述第二子时刻间的时刻差值，所述乘法器用于将所述第一减法器输出的时刻差值进行格式转换，以得到转换后的时刻差值，所述第一加法器用于根据所述第二减法器输出的时刻差值和所述乘法器输出的转换后的时刻差值，计算所述目标第一时刻差值，所述第二加法器用于计算所述目标第一时刻差值与所述当前第二时刻信息表征的时刻之和，以得到所述目标第二时刻信息。

可选地，所述时钟转换单元还包括第一比较器、第三加法器、第三减法器、第一数据选择器和第二数据选择器，所述第一比较器用于当所述第二待转换时刻大于所述第二子时刻时，输出1，当所述第二待转换时刻小于所述第二子时刻时，输出0；

所述第三加法器用于计算所述第二待转换时刻与所述第二计数器的计数总值之和，所述第一数据选择器用于将所述第一比较器的输出结果作为选择控制信号，在所述第三加法器的输出结果和所述第二待转换时刻中选择一者进行输出，所述第一减法器用于计算所述第一数据选择器的输出结果和所述第二子时刻间的时刻差值；

所述第三减法器用于计算所述第一减法器输出的时刻差值与1间的差值，所述第二数据选择器用于将所述第一比较器的输出结果作为选择控制信号，在所述第三减法器的输出结果和所述第一减法器的输出结果中选择一者进行输出，所述乘法器用于将所述第二数据选择器的输出结果进行格式转换，以得到所述转换后的时刻差值。

可选地，所述当前第一时刻信息包括所述第一计数器的计时单位对应的第一子时刻和所述第二计数器的计时单位对应的第二子时刻，所述时钟转换单元包括第四减法器、第四加法器、第五加法器和除法器；

所述第四减法器用于计算待转换的第二时刻信息与所述当前第二时刻信息所表征的时刻间的第二时刻差值，所述除法器用于将所述第四减法器输出的所述第二时刻差值进行格式转换，以得到与所述第一计数器的计时单位对应的第一子时刻差值、以及与所述第二计数器的计时单位对应的第二子时刻差值；

所述第四加法器用于计算所述第一子时刻差值与所述第一子时刻之和，以得到与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息，所述第五加法器用于计算所述第二子时刻差值与所述第二子时刻之和，以得到与所述第二计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

可选地，所述第一计数器为28位计数器，所述时钟转换单元用于将所述第四加法器输出的时刻信息中高26位所表征的时刻作为与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息的高26位，以及根据所述第五加法器输出的时刻信息确定与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息的低2位。

可选地，所述时钟转换单元还包括第二比较器、第三数据选择器、第四减法器和第六加法器；

所述第二比较器用于当所述第五加法器的输出结果大于所述第二计数器的计数总值时，输出1，当所述第五加法器的输出结果小于所述第二计数器的计数总值时，输出0，所述第六加法器用于计算所述第二比较器的输出结果与所述第四加法器的输出结果之和，以得到与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息；

所述第四减法器用于计算所述第五加法器的输出结果与所述第二计数器的计数总值间的差值，所述第三数据选择器用于将所述第二比较器的输出结果作为选择控制信号，在所述第四减法器的输出结果和所述第五加法器的输出结果中选择一者进行输出，以得到与所述第二计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

可选地，所述第一计数器为28位计数器，所述第二计数器为11位计数器，所述第三计数器为32位计数器。

第二方面，本公开提供一种蓝牙设备，所述蓝牙设备包括双模蓝牙芯片和第一方面中任一项所述的时钟电路。

通过上述技术方案，可以针对双模蓝牙中的经典蓝牙和低功耗蓝牙单独设计对应的参考时钟，当经典蓝牙或低功耗蓝牙单独工作时，各自的处理最简单。当经典蓝牙和低功耗蓝牙同时工作时，可以通过时钟转换单元进行时刻信息的转换，将经典蓝牙对应的第一时刻信息与低功耗蓝牙的第二时刻信息进行对应，从而方便软件进行统一的时间调度，实现既兼容经典蓝牙的参考时钟，又简化低功耗蓝牙的参考时钟，进而提高低功耗蓝牙中定时机制和时间调度机制的执行效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种时钟电路的示意图；

图2是根据本公开一示例性实施例示出的一种时钟电路中第一时刻信息的产生电路示意图；

图3是根据本公开一示例性实施例示出的一种时钟电路中第二时刻信息的产生电路示意图；

图4是根据本公开另一示例性实施例示出的一种时钟电路的示意图；

图5是根据本公开一示例性实施例示出的一种时钟电路中时钟转换单元的工作流程图；

图6是根据本公开另一示例性实施例示出的一种时钟电路中时钟转换单元的工作流程图；

图7是根据本公开一示例性实施例示出的一种时钟电路中时钟转换单元的示意图；

图8是根据本公开另一示例性实施例示出的一种时钟电路中时钟转换单元的示意图；

图9是根据本公开另一示例性实施例示出的一种时钟电路中时钟转换单元的示意图；

图10是根据本公开另一示例性实施例示出的一种时钟电路中时钟转换单元的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

经典蓝牙协议中规定的蓝牙时钟为28位的计数器，计时单位为312.5微秒(us)。因此通常设计中会包含一个28位的计数器(native_bt_clk)，每312.5us加1。另外，蓝牙收发过程中需要更小的定时精度，因此通常设计中会有一个精细计数器(native_bit_cnt)，每1us或者0.5us加1。由于经典蓝牙设计中必须维护一个蓝牙时钟，并且蓝牙事件的时间间隔都是625us的倍数，所以经典蓝牙的定时机制和时间调度机制通常采用native_bt_clk和native_bit_cnt作为参考时钟。

低功耗蓝牙(BLE)协议中没有规定蓝牙时钟，只是规定了各个事件(event)的起始锚点(anchor point)和间隔时间(interval)等时间参数，因此设计中可以相对自由地选用合适的计数器作为定时机制和时间调度机制的参考时钟。

双模蓝牙同时支持经典蓝牙协议和低功耗蓝牙协议，并且由于经典蓝牙需要维护规定的蓝牙时钟，因此设计中通常仍然采用native_bt_clk和native_bit_cnt作为参考时钟，导致BLE也是采用native_bt_clk和native_bit_cnt作为参考时钟。在BT5.0之前，BLE的时序相对简单，大多时间参数都能满足1.25毫秒(ms)的倍数，因此采用native_bt_clk和native_bit_cnt作为参考时钟也不会造成不便。但随着BT5.0之后，BLE很多时间参数不再满足1.25ms的倍数，比如用于指定蓝牙通信过程中收发包时间间隔的参数sub_interval和参数aux_offset等。这种情况下，基于native_bt_clk和native_bit_cnt作为参考时钟的设计中，无论是软件还是硬件在计算这些时间参数时，每一次都要额外的求模和求余处理，从而需要设定多个求模和求余电路，增加了运算量和相应的电路开销，同时也增加了BLE的定时机制和时间调度机制的复杂度。

有鉴于此，本公开提供一种时钟电路和蓝牙设备，以兼容经典蓝牙的参考时钟的情况下，简化双模蓝牙设计中低功耗蓝牙的参考时钟，提高低功耗蓝牙定时机制和时间调度机制的执行效率。

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种时钟电路的示意图。参照图1，该时钟电路可以应用于双模蓝牙，包括第一计数器101、第二计数器102、第三计数器103和时钟转换单元104，第一计数器101和1第二计数器102用于生成第一时刻信息，第三计数器103用于生成第二时刻信息，第一时刻信息和第二时刻信息对应的格式不同。

时钟转换单元104用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和/或将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

示例地，在双模蓝牙中，第一计数器和第二计数器可以作为经典蓝牙的参考时钟，用于生成经典蓝牙对应的第一时刻信息。第三计数器可以作为低功耗蓝牙的参考时钟，用于生成低功耗蓝牙对应的第二时刻信息。其中，第一计数器计时单位和第三计数器计时单位不同，第二计数器和第三计数器的计时单位可以相同，也可以不同。除此之外，第一计数器、第二计数器和第三计数器的计数范围也可以不同。因此，通过第一计数器和第二计数器生成的第一时刻信息和通过第三计数器生成的第二时刻信息的格式不同。当需要进行统一的时间调度时，可以通过时钟转换单元进行第一时刻信息和第二时刻信息之间的格式转换。

在可能的方式中，第一计数器可以为28位计数器，第二计数器可以为11位计数器，第三计数器可以为32位计数器。

示例地，第一计数器可以是经典蓝牙中规定的28位计数器(native_bt_clk)，每312.5us加1，即计时单位为312.5us。第二计数器可以是经典蓝牙中的精细计数器(native_bit_cnt)。具体地，考虑到经典蓝牙中蓝牙时钟的计时单位是312.5us，而精细计数器主要用于该312.5us内的定时计数。因此，如果使用1MHz时钟，则可以每1us加1，如果使用2MHz时钟，则可以每0.5us加1。此外，蓝牙有时隙(time slot)的概念，一个时隙是625us，两个相邻的时隙(即Slot pairs)是1250us，所以精细计数器的计时范围还可以是625us或1250us，计数范围相应可以是0～1249或0～624，并且根据时钟选择1MHz或2MHz，同样可以是每1us加1或0.5us加1。由此，为了覆盖所有可能的计数范围，第二计数器可以至少是11位计数器，具体的位数选择可以根据实际情况设定，本公开实施例对此不作限定，优选的是第二计数器为11位计数器。

示例地，第三计数器的位数选择可以根据实际情况设定，本公开实施例对此不作限定。优选的，第三计数器可以是32位计数器，以在满足低功耗蓝牙计时需求的同时，简化硬件计算和软件计算。此外，第三计数器的计时单位可以与第二计数器相同，比如第二计数器每1us加1，则第三计数器也可以每1us加1。由此，在时刻信息的转换中，可以将第一计数器记录的时刻信息进行单位转换，而无需将第二计数器记录的时刻信息进行单位转换，以简化计算。

例如，第一时刻信息产生电路如图2所示，采用1MHz时钟，并将native_bt_clk计数器(即第一计数器)和native_bit_cnt计数器(第二计数器)作为经典蓝牙的参考时钟，则经典蓝牙中的一个时刻点(即第一时刻信息)可以通过native_bt_clk和native_bit_cnt来表达。软件(比如运行在蓝牙控制芯片中的程序)可以通过寄存器或内存的方式获得当前的native_bt_clk和native_bit_cnt的值，从而确定经典蓝牙对应的第一时刻信息。并且，在转换得到目标第一时刻信息后，软件也可以通过读取寄存器或内存的方式获得目标第一时刻信息。

第二时刻信息产生电路如图3所示，采用1MHz时钟，并将us_cnt计数器(即第三计数器)作为低功耗蓝牙的参考时钟，则低功耗蓝牙中的时刻点可以通过us_cnt来表达。软件可以通过读取寄存器或内存的方式获得当前的us_cnt值，以确定低功耗蓝牙对应的第二时刻信息。并且，在转换得到目标第二时刻信息后，软件也可以通过读取寄存器或内存的方式获得目标第二时刻信息。

在本公开实施例中，由于经典蓝牙和低功耗蓝牙采用了不同的参考时钟，因此经典蓝牙的时刻点和低功耗蓝牙的时刻点表达方式不一致，在统一时间调度的场景下，不能直接比较，因此通过时钟转换单元实现时刻点表达方式的相互转换，将用native_bt_clk和native_bit_cnt表达的未来时刻点转换成用us_cnt表达的同一未来时刻点，或者将用us_cnt表达的未来时刻点转换成用native_bt_clk和native_bit_cnt表达的同一未来时刻点，以实现统一时间调度。

在可能的方式中，时钟转换单元可以用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息，时钟转换单元可以包括第一转换子单元和第二转换子单元，该第一转换子单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，该第二转换子单元用于将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

例如，参照图4，第一时刻信息通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达，第二时刻信息通过us_cnt表达，时钟转换单元同时包括第一转换子单元和第二转换子单元。第一转换子单元的输入为通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达的待转换的第一时刻信息(native_bt_clk_i和native_bit_cnt_i)，从而第一转换子单元能够根据输入的该第一时刻信息和采样得到的当前第一时刻信息和当前第二时刻信息进行转换，以输出通过us_cnt表达的目标第二时刻信息(us_cnt_o)。第二转换子单元的输入为通过us_cnt表达的待转换的第二时刻信息，从而第二转换子单元能够根据输入的该第二时刻信息和采样得到的当前第一时刻信息和当前第二时刻信息进行转换，以输出通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达的目标第一时刻信息。

应当理解的是，在实际应用中，当时钟转换单元同时包括第一转换子单元和第二转换子单元时，可以根据实际业务需求，通过软件调度第一转换子单元或第二转换子单元进行时刻信息的转换，本公开实施例对此不作限定。通过此种方案，时钟转换单元能够实现第一时刻信息与第二时刻信息之间的双向转换，满足各种不同业务场景的使用需求，从而提升双模蓝牙的适用性。

但是，此种方案中由于时钟转换单元同时包括两种转换子单元，因此需要使用更多的电路元件，增加了时钟转换单元的面积开销。因此，在可能的方式中，时钟转换单元还可以仅包括一种转换子单元。比如，时钟转换单元仅包括第一转换子单元，从而实现第一时刻信息到第二时刻信息的转换。或者，时钟转换单元仅包括第二转换子单元，从而实现第二时刻信息到第一时刻信息的转换。由此，时钟转换单元能够实现第一时刻信息到第二时刻信息的单向转换或者第二时刻信息到第一时刻信息的单向转换，并且可以减少时钟转换单元的面积开销。

通过上述方案，可以针对经典蓝牙和低功耗蓝牙单独设计对应的参考时钟，当经典蓝牙或低功耗蓝牙单独工作时，各自的处理最简单。当经典蓝牙和低功耗蓝牙同时工作时，可以通过时钟转换单元进行时刻信息的转换，将经典蓝牙对应的第一时刻信息与低功耗蓝牙的第二时刻信息进行对应，从而方便软件进行统一的时间调度，实现既兼容经典蓝牙的参考时钟，又简化双模蓝牙设计中低功耗蓝牙的参考时钟，进而提高低功耗蓝牙中定时机制和时间调度机制的执行效率。

在可能的方式中，时钟转换单元可以进一步用于：确定待转换的第一时刻信息与采样得到的当前第一时刻信息所表征的时刻间的第一时刻差值，将第一时刻差值进行格式转换，以得到目标第一时刻差值，将目标第一时刻差值与采样得到的当前第二时刻信息所表征的时刻之和，确定为目标第二时刻信息；和/或，确定待转换的第二时刻信息与采样得到的当前第二时刻信息所表征的时刻间的第二时刻差值，将第二时刻差值进行格式转换，以得到目标第二时刻差值，将目标第二时刻差值与采样得到的当前第一时刻信息所表征的时刻之和，确定为目标第一时刻信息。

也即是说，时钟转换单元在进行时刻信息转换的过程中，可以先确定时刻差值，然后将时刻差值进行对应的格式转换后，得到目标时刻差值，最后将目标时刻差值与对应的当前时刻信息相加，以得到转换后的时刻信息。

示例地，对于第一时刻信息到第二时刻信息的转换，由于第一时刻信息是通过第一计数器和第二计数器得到的，因此需要分别计算两种计时单位的时刻差值，以得到第一时刻差值。例如，第一时刻信息通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达，第二时刻信息通过us_cnt表达。参照图5，时钟转换单元的工作原理可以是：输入待转换的第一时刻信息对应的native_bt_clk_i和native_bit_cnt_i，然后采样当前第一时刻信息对应的native_bt_clk_cur和native_bit_cnt_cur、以及当前第二时刻信息对应的us_cnt_cur，再计算native_bt_clk_i和native_bt_clk_cur之间的差值、以及native_bit_cnt_i和native_bit_cnt_cur之间的差值，以得到第一时刻差值delta1。接着，可以将第一时刻差值delta进行格式转换，比如参照图5，将第一时刻差值delta1换算成us为单位的目标第一时刻差值delta1_us。最后，将us_cnt_cur加上目标第一时刻差值delta1_us，以得到第二时刻信息us_cnt_o_temp。之后，考虑到相加可能产生进位，因此可以在处理进位之后输出最终的目标第二时刻信息us_cnt_o。

类似地，对于将第二时刻信息到第一时刻信息的转换，由于第一时刻信息是通过第一计数器和第二计数器得到的，因此将第二时刻差值进行格式转换，需要得到对应两种不同计时单位的时刻差值。例如，第一时刻信息通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达，第二时刻信息通过us_cnt表达。参照图6，时钟转换单元的工作原理如下：输入待转换的第二时刻信息对应的us_cnt_i，再采样当前第一时刻信息对应的native_bt_clk_cur和native_bit_cnt_cur、以及当前第二时刻信息对应的us_cnt_cur。然后，计算us_cnt_i与us_cnt_cur的第二时刻差值delta2。接着，将第二时刻差值delta2换算成delta2_bt_clk和delta2_bit_cnt。最后，将native_bt_clk_cur加上时刻差值delta2_bt_clk，以得到第一时刻信息的native_bt_clk_o_temp，并将native_bit_cnt_cur加上时刻差值delta2_bit_cnt，以得到第一时刻信息的native_bit_cnt_o_temp。之后，考虑到相加可能产生进位，因此可以在处理进位之后输出最终的native_bt_clk_o和native_bit_cnt_o，以得到目标第一时刻信息。

下面说明可以实现上述转换功能的时钟转换单元的可能电路结构。

在可能的方式中，待转换的第一时刻信息包括第一计数器的计时单位对应的第一待转换时刻和第二计数器的计时单位对应的第二待转换时刻，当前第一时刻信息包括第一计数器的计时单位对应的第一子时刻和第二计数器的计时单位对应的第二子时刻，时钟转换单元可以包括第一减法器、第二减法器、第一加法器、第二加法器和乘法器。

该第一减法器用于计算第一待转换时刻和第一子时刻间的时刻差值，第二减法器用于计算第二待转换时刻和第二子时刻间的时刻差值，乘法器用于将第一减法器输出的时刻差值进行格式转换，以得到转换后的时刻差值，第一加法器用于根据第二减法器输出的时刻差值和乘法器输出的转换后的时刻差值，计算目标第一时刻差值，第二加法器用于计算目标第一时刻差值与当前第二时刻信息表征的时刻之和，以得到目标第二时刻信息。

例如，第一计数器为28位计数器，第三计数器为32位计数器，第一计数器每312.5us加1，第二计数器和第三计数器每1us加1，且第二计数器的计数范围为0～1249，即每当计数达到1249，则第二计数器归零，第一计数器加1。第一时刻信息通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达，第二时刻信息通过us_cnt表达，待转换的第一时刻信息包括第一待转换时刻native_bt_clk_i和第二待转换时刻native_bit_cnt_i，当前第一时刻信息包括第一子时刻native_bt_clk_cur和第二子时刻native_bit_cnt_cur。

在此种情况下，参照图7，第一减法器计算native_bt_clk_cur和native_bt_clk_i之间的时刻差值，第二减法器计算native_bit_cnt_cur和native_bit_cnt_i之间的时刻差值。乘法器用于将第一减法器输出的时刻差值与1250作乘，以将第一减法器输出的时刻差值的格式转换为与第二减法器输出的时刻差值相同的计时单位(1us)。然后，第一加法器可以计算第二减法器输出的时刻差值和乘法器输出的转换后的时刻差值之和，以得到目标第一时刻差值delta1_us。最后，第二加法器可以计算第一加法器输出的目标第一时刻差值delta1_us与当前第二时刻信息表征的时刻us_cnt_cur之和，以得到目标第二时刻信息us_cnt_o。

应当理解的是，第一减法器的输入为{1’b1,native_bt_clk_i[27:2]}和{1’b0,native_bt_clk_cur[27:2]}。其中，1’b1表示在native_bt_clk最前面添1，1’b0表示在native_bt_clk_cur最前面添0。相应地，乘法器可以截取低26位进行计算。另外应当理解的是，由于第一时刻信息中更为精细的计时通过第二计数器实现，因此第一待转换时刻可以只取高26位进行计算，即取native_bt_clk_i[27:2]。相应地，第一子时刻也可以只取高26位进行计算，即取native_bt_clk_cur[27:2]。

在其他可能的情况下，考虑到第二计数器是循环计数，即当第二计数器的计数达到1249，则第二计数器归零，因此待转换的第一时刻信息中第二计数器对应的第二待转换时刻可能小于当前第一时刻信息中第二计数器对应的第二子时刻，即第二子时刻可能对应第二计数器的当前计数周期，但第二待转换时刻对应第二计数器的下一计数周期，且第二待转换时刻小于第二子时刻。在此种情况下，通过第二减法器将第二待转换时刻与第二子时刻作减来确定第二时刻差值是不准确的。

因此，为了得到准确的第二时刻差值，保证时刻转换的准确性，时钟转换单元还可以包括第一比较器、第三加法器、第三减法器、第一数据选择器和第二数据选择器，该第一比较器用于当第二待转换时刻大于第二子时刻时，输出1，当第二待转换时刻小于所述第二子时刻时，输出0。

第三加法器用于计算第二待转换时刻与第二计数器的计数总值之和，第一数据选择器用于将第一比较器的输出结果作为选择控制信号，在第三加法器的输出结果和第二待转换时刻中选择一者进行输出，第一减法器用于计算第一数据选择器的输出结果和第二子时刻间的时刻差值。

第三减法器用于计算第一减法器输出的时刻差值与1间的差值，第二数据选择器用于将第一比较器的输出结果作为选择控制信号，在第三减法器的输出结果和第一减法器的输出结果中选择一者进行输出，乘法器用于将第二数据选择器的输出结果进行格式转换，以得到转换后的时刻差值。

例如，时钟转换单元可以如图8所示。其中，第一减法器、第二减法器、第一加法器、第二加法器和乘法器的相关内容可以参照上文，这里不再赘述。第三加法器用于计算第二待转换时刻与1250(即第二计数器的计数总值)之和，即将第二待转换时刻位于下一计数周期的部分加到当前计数周期，后续再将相加之后的结果与第二子时刻相减，即可得到第二待转换时刻与第二子时刻之间的时刻差值。具体的，第一数据选择器(第一MUX)在第一比较器输出0时，即第二待转换时刻小于第二子时刻时，输出第三加法器得到的结果，从而通过第二减法器将相加之后的结果与第二子时刻相减来确定第二待转换时刻与第二子时刻之间的时刻差值。第一数据选择器在第一比较器输出1时，即第二待转换时刻大于第二子时刻时，输出第二待转换时刻，从而通过第二减法器将第二待转换时刻与第二子时刻作减来确定时刻差值。

在上述过程中，当第二待转换时刻小于第二子时刻时，第三加法器的相加处理会产生进位，使得第一计数器加1，因此设置了第三减法器和第二数据选择器。其中，第三减法器可以计算第一减法器输出的时刻差值与1间的差值，即去除由于第三加法器的相加处理而产生的进位，使得第一待转换时刻与第一子时刻之间的时刻差值与实际情况相符。第二数据选择器(第二MUX)可以当第一比较器输出0时，即第二待转换时刻小于第二子时刻时，输出第三减法器的结果，从而将第三减法器的输出结果确定为第一待转换时刻与第一子时刻之间的时刻差值，保证结果准确性。第二数据选择器可以当第一比较器输出1时，即第二待转换时刻大于第二子时刻时，输出第一减法器的结果，从而将第一减法器的输出结果确定为第一待转换时刻与第一子时刻之间的时刻差值。

通过上述任一时钟转换单元可以实现双模蓝牙中第一时刻信息到第二时刻信息的转换，从而方便软件进行统一的时间调度，实现既兼容经典蓝牙的参考时钟，又简化低功耗蓝牙的参考时钟，进而提高低功耗蓝牙中定时机制和时间调度机制的执行效率。

在可能的方式中，当前第一时刻信息包括第一计数器的计时单位对应的第一子时刻和第二计数器的计时单位对应的第二子时刻，时钟转换单元还可以包括第四减法器、第四加法器、第五加法器和除法器。

第四减法器用于计算待转换的第二时刻信息与当前第二时刻信息所表征的时刻间的第二时刻差值，除法器用于将第四减法器输出的第二时刻差值进行格式转换，以得到与第一计数器的计时单位对应的第一子时刻差值、以及与第二计数器的计时单位对应的第二子时刻差值；

第四加法器用于计算第一子时刻差值与第一子时刻之和，以得到与第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息，第五加法器用于计算第二子时刻差值与第二子时刻之和，以得到与第二计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

例如，第一计数器为28位计数器，第三计数器为32位计数器，第一计数器每312.5us加1，第二计数器和第三计数器每1us加1，且第二计数器的计数范围为0～1249，即每当计数达到1249，则第二计数器归零，第一计数器加1。第一时刻信息通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达，第二时刻信息通过us_cnt表达。当前第一时刻信息包括第一子时刻native_bt_clk_cur和第二子时刻native_bit_cnt_cur。

在此种情况下，参照图9，第四减法器用于计算待转换的第二时刻信息us_cnt_i和当前第二时刻信息us_cnt_cur之间的第二时刻差值delta2。除法器用于将第二时刻差值delta2与1250相除，并将相除之后得到的商作为与第一计数器的计时单位对应的第一子时刻差值delta2_bt_clk，将、以及将相除之后得到的余数作为与第二计数器的计时单位对应的第二子时刻差值delta2_bit_cnt。然后，第四加法器可以计算第一子时刻差值delta2_bt_clk与第一子时刻native_bt_clk_cur之和，并输出native_bt_clk_o。第五加法器可以计算第二子时刻差值delta2_bit_cnt与第二子时刻native_bit_cnt_cur之和，并输出native_bit_cnt_o。由此，可以得到通过native_bt_clk和native_bit_cnt表达的目标第一时刻信息。

应当理解的是，参照图9，第四减法器的输入为{1’b1,us_cnt_i}和{1’b0,us_cnt_cur}。其中，1’b1表示在us_cnt_i最前面添1，1’b0表示在us_cnt_cur最前面添0。相应地，除法器可以截取低32位进行计算。另外应当理解的是，由于第一时刻信息中更为精细的计时通过第二计数器实现，因此第一子时刻只取高26位输入第四加法器中进行计算。相应地，第四加法器输出的时刻信息native_bt_clk_o为26位。

为了确定目标第一时刻信息中通过native_bt_clk表达的时刻信息native_bt_clk_o的低2位，在可能的方式中，时钟转换单元还可以用于将第四加法器输出的时刻信息中高26位所表征的时刻作为与第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息的高26位，以及根据第五加法器输出的时刻信息确定与第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息的低2位。

示例地，第五加法器输出的是通过native_bit_cnt表达的时刻信息，即第二计数器对应的时刻信息，是native_bt_clk_o的低2位所对应的更加精细的表达。因此，在确定低2位的过程中，可以将第二计数器的计数总值均分为4个范围，每一范围分别对应00、01、10和11的取值。相应地，可以根据第五加法器输出的时刻信息进行范围判断以确定native_bt_clk_o的低2位。比如，第二计数器的计数范围为0～1249，其中0～312可以对应00，313～624可以对应01，625～937可以对应10，937～1249可以对应11。在此种情况下，若第五加法器输出的是1201，则可以确定通过native_bt_clk表达的时刻信息的低2位为11。

按照上述时钟转换单元进行第二时刻信息到第一时刻信息的转换过程，第二子时刻差值与第二子时刻相加可能产生进位，因此第四加法器的结果应该还要加1，才能得到更加准确的、通过native_bt_clk表达的时刻信息native_bt_clk_o。相应地，在产生进位的情况下，第五加法器的结果应该减1，才能得到准确的、通过native_bit_cnt表达的时刻信息native_bit_cnt_o。

因此，在可能的方式中，时钟转换单元还可以包括第二比较器、第三数据选择器、第四减法器和第六加法器。第二比较器用于当第五加法器的输出结果大于第二计数器的计数总值时，输出1，当第五加法器的输出结果小于第二计数器的计数总值时，输出0，第六加法器用于计算第二比较器的输出结果与第四加法器的输出结果之和，以得到与第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

第四减法器用于计算第五加法器的输出结果与第二计数器的计数总值间的差值，第三数据选择器用于将第二比较器的输出结果作为选择控制信号，在第四减法器的输出结果和第五加法器的输出结果中选择一者进行输出，以得到与第二计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

例如，该时钟转换单元如图10所示。其中，第四减法器、第四加法器、第五加法器和除法器的相关内容可以参照上文，这里不再赘述。第二比较器用于比较第五加法器的输出结果与1250(即第二计数器的计数总值)的大小。当第五加法器的输出结果大于第二计数器的计数总值，则说明第二子时刻差值与第二子时刻相加会产生进位，第二比较器可以输出1，从而第六加法器可以将第四加法器的输出结果加1，以将计算过程中产生的进位加到通过native_bt_clk表达的时刻信息中，得到更加准确的时刻信息native_bt_clk_o。当第五加法器的输出结果小于第二计数器的计数总值，则说明第二子时刻差值与第二子时刻相加没有产生进位，第二比较器可以输出0，从而第六加法器可以将第四加法器的输出结果直接作为时刻信息native_bt_clk_o。

在上述过程中，如果产生进位，则第五加法器的计算结果需要相应减去进位1所对应的计数值，该计数值根据第二计数器的计数总值确定。比如参照图10，第二计数器的计数范围为0～1249，则第二计数器的计数总值为1250。因此，第四减法器可以将第五加法器的输出结果与1250作差。当第二比较器输出的结果为1，则说明第五加法器的输出结果大于第二计数器的计数总值，即产生了进位，从而第三数据选择器(第三MUX)可以输出第四减法器的结果。当第二比较器的结果为0，则说明第五加法器的输出结果小于第二计数器的计数总值，即没有产生进位，从而第三数据选择器可以输出第五加法器的结果。

通过上述任一时钟转换单元可以实现双模蓝牙中第二时刻信息到第一时刻信息的转换，从而方便软件进行统一的时间调度，实现既兼容经典蓝牙的参考时钟，又简化低功耗蓝牙的参考时钟，进而提高低功耗蓝牙中定时机制和时间调度机制的执行效率。

应当理解的是，上述提及的用于实现第一时刻信息到第二时刻信息的电路结构(比如图7和图8所示的电路结构)可以作为第一转换子单元，用于实现第二时刻信息到第一时刻信息的电路结构(比如图9和图10所示的电路结构)可以作为第二转换子单元，同时设置在时钟转换单元中，以实现双向转换。或者时钟转换单元可以只包括其中一种电路结构，以实现单向转换，本公开实施例对此不作限定，可以根据实际业务需求进行选择。

另外应当理解的是，上述提及的用于实现第二时刻信息到第一时刻信息的电路结构(比如图9和图10所示的电路结构)使用的是除法器进行格式转换，因此时钟转换单元的面积开销可能仍然较大。而上述提及的用于实现第一时刻信息到第二时刻信息的电路结构(比如图7和图8所示的电路结构)使用的是常系数乘法器，可以减少时钟转换单元的面积开销，因此在考虑时钟转换单元的面积开销的场景下，优选的是使用上述提及的用于实现第一时刻信息到第二时刻信息的电路结构(比如图7和图8所示的电路结构)进行单向转换。

通过上述任一时钟转换单元，在需要进行统一时间调度的场景下，可以复用该时钟转换电路进行时刻信息转换，从而实现统一的时间调度。相较于相关技术中在每一个需要统一时间调度的场景下均设置对应的求模和求余电路的方式，可以极大程度减少运算量和相应的电路开销，提高低功耗蓝牙定时机制和时间调度机制的执行效率。

基于同一发明构思，本公开还提供一种蓝牙设备，该蓝牙设备包括双模蓝牙芯片和上述任一时钟电路。由此，该蓝牙设备可以实现既兼容经典蓝牙的参考时钟，又简化双模蓝牙设计中低功耗蓝牙的参考时钟，进而提高低功耗蓝牙中定时机制和时间调度机制的执行效率。

应当理解的是，该蓝牙设备可以包括蓝牙耳机、蓝牙音箱等同时支持经典蓝牙协议和低功耗蓝牙协议的电子设备，本公开实施例对此不作限定。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种时钟电路，其特征在于，应用于双模蓝牙，包括第一计数器、第二计数器、第三计数器和时钟转换单元，所述第一计数器和所述第二计数器用于生成第一时刻信息，所述第三计数器用于生成第二时刻信息，所述第一时刻信息和所述第二时刻信息对应的格式不同；

所述时钟转换单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和/或将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述时钟转换单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，和将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息；

所述时钟转换单元包括第一转换子单元和第二转换子单元，所述第一转换子单元用于将待转换的第一时刻信息进行转换，以得到目标第二时刻信息，所述第二转换子单元用于将待转换的第二时刻信息进行转换，以得到目标第一时刻信息。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述时钟转换单元用于：

确定待转换的第一时刻信息与采样得到的当前第一时刻信息所表征的时刻间的第一时刻差值，将所述第一时刻差值进行格式转换，以得到目标第一时刻差值，将所述目标第一时刻差值与采样得到的当前第二时刻信息所表征的时刻之和，确定为所述目标第二时刻信息；和/或

确定待转换的第二时刻信息与采样得到的当前第二时刻信息所表征的时刻间的第二时刻差值，将所述第二时刻差值进行格式转换，以得到目标第二时刻差值，将所述目标第二时刻差值与采样得到的当前第一时刻信息所表征的时刻之和，确定为所述目标第一时刻信息。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述待转换的第一时刻信息包括所述第一计数器的计时单位对应的第一待转换时刻和所述第二计数器的计时单位对应的第二待转换时刻，所述当前第一时刻信息包括所述第一计数器的计时单位对应的第一子时刻和所述第二计数器的计时单位对应的第二子时刻，所述时钟转换单元包括第一减法器、第二减法器、第一加法器、第二加法器和乘法器；

所述第一减法器用于计算所述第一待转换时刻和所述第一子时刻间的时刻差值，所述第二减法器用于计算所述第二待转换时刻和所述第二子时刻间的时刻差值，所述乘法器用于将所述第一减法器输出的时刻差值进行格式转换，以得到转换后的时刻差值，所述第一加法器用于根据所述第二减法器输出的时刻差值和所述乘法器输出的转换后的时刻差值，计算所述目标第一时刻差值，所述第二加法器用于计算所述目标第一时刻差值与所述当前第二时刻信息表征的时刻之和，以得到所述目标第二时刻信息。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述时钟转换单元还包括第一比较器、第三加法器、第三减法器、第一数据选择器和第二数据选择器，所述第一比较器用于当所述第二待转换时刻大于所述第二子时刻时，输出1，当所述第二待转换时刻小于所述第二子时刻时，输出0；

所述第三加法器用于计算所述第二待转换时刻与所述第二计数器的计数总值之和，所述第一数据选择器用于将所述第一比较器的输出结果作为选择控制信号，在所述第三加法器的输出结果和所述第二待转换时刻中选择一者进行输出，所述第一减法器用于计算所述第一数据选择器的输出结果和所述第二子时刻间的时刻差值；

所述第三减法器用于计算所述第一减法器输出的时刻差值与1间的差值，所述第二数据选择器用于将所述第一比较器的输出结果作为选择控制信号，在所述第三减法器的输出结果和所述第一减法器的输出结果中选择一者进行输出，所述乘法器用于将所述第二数据选择器的输出结果进行格式转换，以得到所述转换后的时刻差值。

6.根据权利要求3-5任一项所述的电路，其特征在于，所述当前第一时刻信息包括所述第一计数器的计时单位对应的第一子时刻和所述第二计数器的计时单位对应的第二子时刻，所述时钟转换单元包括第四减法器、第四加法器、第五加法器和除法器；

所述第四减法器用于计算待转换的第二时刻信息与所述当前第二时刻信息所表征的时刻间的第二时刻差值，所述除法器用于将所述第四减法器输出的所述第二时刻差值进行格式转换，以得到与所述第一计数器的计时单位对应的第一子时刻差值、以及与所述第二计数器的计时单位对应的第二子时刻差值；

所述第四加法器用于计算所述第一子时刻差值与所述第一子时刻之和，以得到与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息，所述第五加法器用于计算所述第二子时刻差值与所述第二子时刻之和，以得到与所述第二计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一计数器为28位计数器，所述时钟转换单元用于将所述第四加法器输出的时刻信息中高26位所表征的时刻作为与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息的高26位，以及根据所述第五加法器输出的时刻信息确定与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息的低2位。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述时钟转换单元还包括第二比较器、第三数据选择器、第四减法器和第六加法器；

所述第二比较器用于当所述第五加法器的输出结果大于所述第二计数器的计数总值时，输出1，当所述第五加法器的输出结果小于所述第二计数器的计数总值时，输出0，所述第六加法器用于计算所述第二比较器的输出结果与所述第四加法器的输出结果之和，以得到与所述第一计数器的计时单位对应的转换后时刻信息；

所述第四减法器用于计算所述第五加法器的输出结果与所述第二计数器的计数总值间的差值，所述第三数据选择器用于将所述第二比较器的输出结果作为选择控制信号，在所述第四减法器的输出结果和所述第五加法器的输出结果中选择一者进行输出，以得到与所述第二计数器的计时单位对应的转换后时刻信息。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电路，其特征在于，所述第一计数器为28位计数器，所述第二计数器为11位计数器，所述第三计数器为32位计数器。

10.一种蓝牙设备，其特征在于，所述蓝牙设备包括双模蓝牙芯片和权利要求1-9任一项所述的时钟电路。

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