CN116501679A - 面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法及芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子通信领域，具体公开了一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法及芯片，其中方法包括：根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比；根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况；在信号发生相位偏移时，调整小数分频比；根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率。由此，实现了波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和准确性。

Description

面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法及芯片
技术领域
本发明涉及电子通信领域，尤其涉及一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法及芯片。
背景技术
在电子通信领域中，如串行总线通信中，当不同设备间需要进行数据交互时，需要通信双方的波特率一致，以避免存在误码，对此，相关技术中通常采用系统时钟分频算法生成波特率，即根据通信的目标波特率和设备内置的系统时钟频率，由软件工程师计算出目标分频比，将目标分频比输出到设备，进而使设备输出目标波特率，以避免产生误码。
上述相关技术中的波特率生成方法的问题在于，波特率生成需要软件工程师人为参与计算和配制，速度较慢，因此无法适用于高速通信的设备中，使该方法的适用性较差。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法，通过根据初始波特率、初始时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比，进而确定当前波特率，再根据当前波特率进行信号传输，随后获取传输后信号的相位偏移情况，最后在信号发生相位偏移时，调整小数分频比，并更新当前波特率，从而实现了波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和准确性。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置。
本发明的第四个目的在于提出一种通信芯片。
本发明的第五个目的在于提出一种电子设备。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法，方法包括：根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比；根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况；在信号发生相位偏移时，调整小数分频比；根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率。
根据本发明实施例的波特率生成方法，通过根据初始波特率、初始时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比，进而确定当前波特率，再根据当前波特率进行信号传输，随后获取传输后信号的相位偏移情况，最后在信号发生相位偏移时，调整小数分频比，并更新当前波特率，从而实现了波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和准确性。
根据本发明的一个实施例，在根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率之后，方法还包括：返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤，直至信号未发生相位偏移。
根据本发明的一个实施例，在信号未发生相位偏移时，方法还包括：根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的误码率；在误码率未满足预设条件时，调整信号采样位数；根据调整后的信号采样位数、初始系统时钟频率、初始波特率和初始小数分频比更新整数分频比，并返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤。
根据本发明的一个实施例，方法还包括：在误码率满足预设条件时，将当前波特率作为目标波特率。
根据本发明的一个实施例，调整小数分频比，包括：按照预设步长调整小数分频比。
根据本发明的一个实施例，调整信号采样位数，包括：按照预设倍数调整信号采样位数，且信号采样位数为单字节位数的整数倍。
根据本发明的一个实施例，整数分频比通过以下公式得到：
其中，Baud为波特率，Fclk为系统时钟频率，S为信号采样位数，P为整数分频比，Q为小数分频比。
根据本发明的一个实施例，在根据初始波特率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比之前，方法还包括：获取信号传输的最小脉冲宽度；根据最小脉冲宽度确定初始波特率。
根据本发明的一个实施例，获取信号传输的最小脉冲宽度，包括：按照预设系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量；在数量小于初始信号采样位数时，调整系统时钟频率；根据调整后的系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量，直至数量大于等于初始信号采样位数，将当前脉冲宽度作为最小脉冲宽度，并将当前系统时钟频率作为初始系统时钟频率。
根据本发明的一个实施例，根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况，包括：按照当前波特率循环发送预设字节，并获取传输后的单字节；确定单字节是否沿中心点均匀分布；在单字节未沿中心点均匀分布时，确定信号发生相位偏移。
根据本发明的一个实施例，确定单字节是否沿中心点均匀分布，包括：获取预设时间内，预设电平的采样次数是否达到目标次数；在采样次数未达到目标次数时，确定单字节未沿中心点均匀分布。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现前述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过前述的波特率生成方法，能够实现波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和可靠性。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置，装置包括：确定模块，用于根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比；信号传输模块，用于根据当前波特率进行信号传输；信号检测模块，用于获取传输后信号的相位偏移情况；调整模块，用于在信号发生相位偏移时，调整小数分频比，并根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率。
根据本发明实施例的波特率生成装置，通过确定模块根据初始波特率、初始时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比，进而确定当前波特率，再通过信号传输模块根据当前波特率进行信号传输，随后通过信号检测模块获取传输后信号的相位偏移情况，最后通过调整模块在信号发生相位偏移时，调整小数分频比，并更新当前波特率，从而实现了波特率的自适应生成，使装置能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了装置的适用性和可靠性。
根据本发明的一个实施例，调整模块还用于：在根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率之后，返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤，直至信号未发生相位偏移。
根据本发明的一个实施例，在信号未发生相位偏移时，信号传输模块还用于根据当前波特率进行信号传输，信号检测模块还用于获取传输后信号的误码率；调整模块还用于：在误码率未满足预设条件时，调整信号采样位数；根据调整后的信号采样位数、初始系统时钟频率、初始波特率和初始小数分频比更新整数分频比，并返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤。
根据本发明的一个实施例，调整模块还用于：在误码率满足预设条件时，将当前波特率作为目标波特率。
根据本发明的一个实施例，信号传输模块还用于：按照当前波特率循环发送预设字节，并获取传输后的单字节；信号检测模块还用于：确定单字节是否沿中心点均匀分布；在单字节未沿中心点均匀分布时，确定信号发生相位偏移。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种通信芯片，包括前述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置。
根据本发明实施例的通信芯片，通过前述的波特率生成装置，能够使通信芯片实现与其他设备的高速通信，且通信误码率较低，从而能够增加通信芯片的适用场景，同时优化通信芯片的通信性能。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种电子设备，包括前述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置。
根据本发明实施例的电子设备，通过前述的波特率生成装置，能够使电子设备实现与其他设备的高速通信，且通信误码率较低，从而能够增加电子设备的适用场景，同时优化电子设备的通信性能。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的相位偏移检测方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的误码率验证方法的流程图；
图4为根据本发明另一个实施例的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法的流程图；
图5为根据本发明一个实施例的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法的实现框图；
图6为根据本发明一个实施例的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置的结构示意图；
图7为根据本发明一个实施例的通信芯片的结构示意图；
图8为根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法及装置、通信芯片、电子设备。
图1为根据本发明一个实施例的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法的流程图，参考图1所示，该方法包括：
S11，根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比。
在一些实施例中，整数分频比通过下述公式（1）得到：
（1）
其中，Baud为波特率，Fclk为系统时钟频率，S为信号采样位数，P为整数分频比，Q为小数分频比。
具体来说，公式（1）所示为小数分频法的计算公式，在相关技术中，通常需要获取设备所需波特率，根据所需波特率和通信设备的系统时钟频率和信号采样位数，确定整数分频比和小数分频比，进而使设备通过小数分频法实现波特率的生成，小数分频法的具体原理在此不作展开。
而本发明实施例中，通过将小数分频比预设为初始小数分频比，例如，将小数分频比预设为0，当待通信系统在获得初始波特率、初始系统时钟频率和初始信号采样位数时，即可根据公式（1）确定整数分频比，进而无需工程师进行手动计算获得整数分频比。
需要说明的是，本发明实施例的初始波特率、初始系统时钟频率可从外部直接获取，或者通过检测设备通信信号的方式自行生成，而初始信号采样位数和初始小数分频比可预先设置；另外，整数分频比为大于零的整数，当通过公式（1）获得的整数分频比为小数时，需要去除小数部分，保留整数部分作为整数分频比。
在一些实施例中，在根据初始波特率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比之前，方法还包括：获取信号传输的最小脉冲宽度；根据最小脉冲宽度确定初始波特率。
进一步的，获取信号传输的最小脉冲宽度，包括：按照预设系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量；在数量小于初始信号采样位数时，调整系统时钟频率；根据调整后的系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量，直至数量大于等于初始信号采样位数，将当前脉冲宽度作为最小脉冲宽度，并将当前系统时钟频率作为初始系统时钟频率。
具体来说，在确定整数分频比前，可采用系统时钟频率对设备的通信信号进行采样，获取其中的最小脉冲宽度，该最小脉冲宽度即对应通信信号的码元宽度，因此将该最小脉冲宽度取倒数后即为初始波特率，其中，最小脉冲宽度可基于系统时钟频率来计算，例如，设系统时钟频率为10Mhz，如果系统时钟在100个振荡周期内检测到10个最小脉冲宽度，即可确定初始波特率为1Mbps。
同时，由于整数分频比至少为1，因此，通过本发明实施例的波特率生成方法生成的波特率最大值为Fclk/S，其中，Fclk为系统时钟频率，S为信号采样位数，需要确保初始系统时钟频率和初始波特率的商大于初始信号采样位数，以确保通过公式（1）的小数分频法能够稳定生成初始波特率。因此，在确定最小脉冲宽度时，可首先根据预设的系统时钟频率获取预设周期内信号传输的脉冲宽度，其中，预设周期为S（指初始信号采样位数）个预设系统时钟频率的振荡周期时间，当检测到最小脉冲宽度的数量小于初始信号采样位数时，表示此时的系统时钟采样频率过小，无法通过公式（1）所示的小数分频法来生成初始波特率，此时需要调整系统时钟频率，例如，可将系统时钟频率翻倍，随后重新对最小脉冲宽度进行采样，获取新的最小脉冲宽度及采样数量，如此反复，直至检测数量大于初始信号采样位数，此时即可将当前脉冲宽度作为最小脉冲宽度，并将当前系统时钟频率作为初始系统时钟频率，以确保系统时钟频率能够按照公式（1）所示的小数分频法实现分频。
由此，通过获取信号传输的最小脉冲宽度，再根据最小脉冲宽度确定初始波特率，并根据最小脉冲宽度调节系统时钟频率，实现了对初始波特率和初始系统时钟频率的自动生成。
S12，根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况。
具体来说，当确定整数分频比和小数分频比后，即可将这两个量输入公式（1）确定当前波特率，随后根据当前波特率进行信号传输，由于当前波特率是基于小数分频法获得，且采用了近似取值的方式获得整数分频比，因此当前波特率与设备信号的实际波特率相比，可能存在大小和相位上的误差，继而可能会导致相位偏移，因此可获取传输后信号的相位偏移情况，以作为调节当前波特率的依据，从而能够实现对波特率的相位校准，进而使最后生成的波特率更为精准。
在一些实施例中，参考图2所示，S12根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况，包括：
S21，按照当前波特率循环发送预设字节，并获取传输后的单字节；
具体来说，预设字节可为16进制的55AA，转换为二进制为“0101010110101010”，循环传输该字节，在进行串行总线通信时，预设字节可展开为占空比为50%的方波，以便于后续的相位偏移情况检测。
S22，确定单字节是否沿中心点均匀分布。
具体来说，单字节包括8位二进制数，由于传输信号为预设字节，如果传输后的单字节未发生相位偏移，则单字节应当沿中心点均匀分布，即中心点两侧应当分别具有两个低电平和两个高电平，因此，可检测单字节中中心点两端的高低电平数量是否均等，即可确定单字节是否沿中心点均匀分布。
在一些实施例中，确定单字节是否沿中心点均匀分布，包括：获取预设时间内，预设电平的采样次数是否达到目标次数；在采样次数超过目标次数时，确定单字节未沿中心点均匀分布。
具体来说，确定单字节内是否沿中心电均匀分布也可通过下述方式实现：获取预设时间内，预设电平采样次数是否到达目标次数，如果未达到目标次数（小于目标次数和大于目标次数），则表示因为相位偏移导致传输后信号与原信号由于相位偏移的累计产生了较大偏差，此时可确定单字节未沿中心点均匀分布。其中，预设时间可为一段较短时间的字节传输时间，预设电平可指定为高电平或低电平中的一种，例如，可将预设时间设为10个单字节传输时间，预设电平为高电平，如果每个单字节均沿中心点均匀分布，则在预设时间内，高电平的采样次数应该到达40次，如果未达到该目标次数，则表示此时传输后信号的单字节未沿中心点均匀分布，由于本发明实施例的确定方法仅需检测预设电平采样次数是否达到目标次数，相对简单，因此能够简化确定流程，降低确定难度。
S23，在单字节未沿中心点均匀分布时，确定信号发生相位偏移。
具体来说，当单字节未沿中心点均匀分布时，即可确定传输后信号发生相位偏移，表示当前波特率不能作为设备的最终波特率。
S13，在信号发生相位偏移时，调整小数分频比。
进一步的，调整小数分频比，包括：按照预设步长调整小数分频比。
具体来说，当信号发生相位偏移时，此时可调整小数分频比，以便生成更符合信号通信需求的波特率，其中小数分频比的调整方式可按照预设步长调整逐次递增或递减等方式，预设步长可设置为1，以便覆盖所有调节范围，例如，当初始小数分频比为零时，可在每次调整小数分频比时执行自加1的方式来调整小数分频比。
S14，根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率。
具体来说，当通过S13调整小数分频比后，可根据S11中确定的整数分频比和调整后的小数分频比以及初始信号采样位数，以公式（1）中的小数分频法更新当前波特率，由于小数分频法通常是通过混频的方式进行，即（S-Q）次P分频，和Q次（P+1）分频混合后生成当前波特率，容易产生混合不均匀导致相位异常的问题，因此需要采用分散算法将Q次（P+1）分频均匀分布在（S-Q）次P分频中，以尽可能避免更新后的当前波特率产生相位偏移的问题。
在一些实施例中，在根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率之后，方法还包括：返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤，直至信号未发生相位偏移。
具体来说，调整小数分频比后，可根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数更新当前波特率，并返回S12并重复后续步骤，即根据更新后的当前波特率进行信号传输，再获取传输后信号的相位偏移情况，并根据相位偏移情况再次调节小数分频比以及当前波特率，直至传输后信号未发生相位偏移，此时即可确定当前波特率的准确率较高，能够满足设备当前的通信需求。
由此，通过根据初始波特率、初始时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比，进而确定当前波特率，再根据当前波特率进行信号传输，随后获取传输后信号的相位偏移情况，根据相位偏移情况调节小数分频比以及更新当前波特率，直至根据当前波特率传输后的信号未产生相位偏移，从而实现了波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准，精度更高，从而提高了方法的适用性和准确性。
在一些实施例中，在信号未发生相位偏移时，参考图3所示，方法还包括：
S31，根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的误码率。
需要说明的是，本步骤中的信号传输与S12中的信号传输不同，本步骤传输的信号更长，例如，传输信号可包括100次16进制的55AA以及随机乱码，以便获取的传输后信号误码率更为准确。
S32，在误码率未满足预设条件时，调整信号采样位数。
进一步的，调整信号采样位数，包括：按照预设倍数调整信号采样位数，且信号采样位数为单字节位数的整数倍。
具体来说，预设条件指设备通信的误码率要求范围，当传输后信号未满足预设条件时，即表示当前波特率导致信号传输的误码率较高，未满足设备的通信需求。
由上述可知，本发明实施例的当前波特率主要是通过调节小数分频比的方式来实现对当前波特率的调节，而信号采样位数直接决定了小数分频比对当前波特率的调节精度。因此，不考虑计算错误等问题，误码率较高通常是由于信号采样位数较低，导致调节精度较低，使生成的当前波特率与设备通信需求的波特率在大小、相位上差距较大产生的。因此，当误码率较大时，可按照预设倍数调整信号采样位数，以使信号采样位数增大，提高调节精度，以便重新进行当前波特率生成，预设倍数可为2等，具体这里不作限制。
另外，由于信号采样位数主要用于对单字节中的每一位进行采样，以避免信号失真，因此，信号采样位数需要为单字节位数的整数倍，即信号采样位数可为8、16、32等8的整数倍。
S33，根据调整后的信号采样位数、初始系统时钟频率、初始波特率和初始小数分频比更新整数分频比，并返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤。
进一步的，方法还包括：在误码率满足预设条件时，将当前波特率作为目标波特率。
具体来说，调整信号采样位数后，可重复上述步骤以重新生成当前波特率，即重新根据调整后的信号采样位数确定初始系统时钟频率、初始波特率，由于信号采样位数已经增大，因此，根据调整后的信号采样位数确定的初始系统时钟频率和初始波特率更为精确，相应的，生成的当前波特率也更为精准；其次，在上述S12～S14步骤中，由于信号采样位数较大，相应的，小数分频比对当前波特率的调节精度也对应上升，从而使S14中更新后的当前波特率与设备通信需求的波特率更为接近，因此更新后的当前波特率更有可能通过S31中的误码率检测，当误码率未满足预设条件时，可重复上述步骤，直至误码率满足预设条件；最终，当误码率满足预设条件时，即表示当前波特率能够满足设备的通信需求，此时即可将当前波特率作为目标波特率，以控制设备进行通信。
由此，通过根据当前波特率进行信号传输，并基于传输后的信号误码率调节信号采样位数，再重新进行当前波特率的生成步骤，以确保设备根据当前波特率进行信号传输时的误码率满足预设条件，并将误码率在预设范围内的当前波特率作为目标波特率输出，从而实现了对设备的目标波特率的自适应生成，且生成的目标波特率经过了误码率校准，能够提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和可靠性。
作为一个具体示例，参考图4所示，面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法包括：
S101，开始；
S102，导入初始系统时钟频率FCLK；
S103，导入初始波特率Baud；
S104，导入初始信号采样位数S；
S105，将小数分频比Q设置为0；
S106，根据公式计算整数分频比P;
S107，根据整数分频比P和小数分频比Q生成当前波特率；
S108，以当前波特率自循环发送55AAH；
S109，使用分散算法判断单字节是否沿中心点均匀分布，若否，执行S110，若是，执行S111;
S110，小数分频比Q执行自加1操作，即Q++，返回S106；
S111，根据整数分频比P和小数分频比Q，更新当前波特率；
S112，根据当前波特率自循环发送100次55AAH和随机乱码，验证误码率；
S113，判断误码率是否存在，若是，执行S114，若否，执行S115;
S114，将初始信号采样位数S变为当前初始信号采样位数值的两倍，返回S103;
S115，将当前波特率作为目标波特率输出。
S116，结束。
需要说明的是，本发明实施例的波特率生成方法应用于通信系统时，此时波特率生成方法的实现框图如图5所示，参考图5所示，通信系统1000包括RX FSM（ReceiveFinite-State Machine，接收状态机）和TXFSM（Transport Finite-State Machine，发送状态机）、SHIFTREG（移位寄存器）、RXFIFO（Receive First Input First Output，接收缓冲器）、TXFIFO（Transport First Input First Output，发送缓冲器）、AXI
（Advanced eXtensible Interface，高级可扩展接口）/AMBA（AdvancedMicrocontroller Bus Architecture，高级微控制器总线结构）构成的通信回路，以与外部设备实现高速串行通信，通信系统的具体工作原理在此不作展开；通信系统1000还包括波特率生成装置100 ，用于实现本发明实施例的波特率生成方法，参考图5所示，波特率生成装置100包括：波特率生成器110、PLL（phase locked loop，锁相环）120、自训练码流发生器130和SMP_CLK（Sample CLK，采样时钟）生成器140。
在通信系统1000中，本发明实施例的波特率生成方法可包括：
波特率生成器采集通信系统与外部设备通讯时的数据流，通过最小脉冲检测的方式确定初始波特率；
确定初始波特率后，PLL（phase locked loop，锁相环）使用分散算法对初始波特率进行相位校准，配合波特率生成的迭代算法生成第一分频系数P和第二分频系数Q；
波特率生成器根据第一分频系数P和第二分频系数Q生成目标波特率，并输出至SMP_CLK生成器；
SMP_CLK生成器根据目标波特率生成对应的采样时钟，并将该时钟提供到通信系统中的RXFIFO、TXFIFO、RX FSM和TXFSM，以使通信系统能够按照目标波特率与外部设备进行高速串行总线通信；
自训练码流发生器向TX FIFO输出自训练码流，以使通信系统向外部设备输出自训练码流，并从RX FIFO接收传输后的自训练码流，再根据输出的自训练码流和接收的传输后的自训练码流进行误码率检测，并将误码率检测结果输出至波特率生成器，以对目标波特率进行适应性调整，从而提高目标波特率的准确性。
由此，使通信系统实现了波特率的自适应生成，因此能够使通信系统能够满足高速串行总线通信的需求，且波特率生成过程中，通过PLL模块实现了相位校准，同时通过自训练码流发生器实现了误码率校准，因此准确率更高，从而能够提高通信系统的通信质量。
综上所述，根据本发明实施例的波特率生成方法，通过根据初始波特率、初始时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比，进而确定当前波特率，再根据当前波特率进行信号传输，获取传输后信号的相位偏移情况，在信号发生相位偏移时，调整小数分频比，并更新当前波特率，再次检测相位偏移情况，直至当前波特率未产生相位偏移位置，从而实现了对当前波特率的相位校准，提高当前波特率的准确性；随后，对相位校准后的波特率进行误码率验证，并在误码率未满足预设条件时，调整信号采样位数，以重新生成和更新当前波特率，直至当前波特率误码率满足预设条件，实现了对波特率的误码率验证；由此，既实现了波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，同时生成的波特率经过相位校准和误码率验证，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和准确性。
对应上述实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现前述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过前述的波特率生成方法，能够实现波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，且生成的波特率经过相位校准和误码率验证，精度更高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和可靠性。
对应上述实施例，本发明实施例还提供了一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置，参考图6所示，该波特率生成装置200包括：确定模块210、信号传输模块220、信号检测模块230、和调整模块240。
其中，确定模块210用于根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比；信号传输模块220用于根据当前波特率进行信号传输；信号检测模块230用于获取传输后信号的相位偏移情况；调整模块240用于在信号发生相位偏移时，调整小数分频比，并根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率。
根据本发明的一个实施例，调整模块240还用于：在根据调整后的小数分频比、整数分频比和初始信号采样位数，更新当前波特率之后，返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤，直至信号未发生相位偏移。
根据本发明的一个实施例，在信号未发生相位偏移时，信号传输模块220还用于根据当前波特率进行信号传输，信号检测模块230还用于获取传输后信号的误码率；调整模块240还用于：在误码率未满足预设条件时，调整信号采样位数；根据调整后的信号采样位数、初始系统时钟频率、初始波特率和初始小数分频比更新整数分频比，并返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤。
根据本发明的一个实施例，调整模块240还用于：在误码率满足预设条件时，将当前波特率作为目标波特率。
根据本发明的一个实施例，调整模块240还用于：按照预设步长调整小数分频比。
根据本发明的一个实施例，调整模块240还用于：按照预设倍数调整信号采样位数，且信号采样位数为单字节位数的整数倍。
根据本发明的一个实施例，整数分频比通过以下公式得到：
其中，Baud为波特率，Fclk为系统时钟频率，S为信号采样位数，P为整数分频比，Q为小数分频比。
根据本发明的一个实施例，确定模块210还用于：在根据初始波特率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比之前，获取信号传输的最小脉冲宽度；根据最小脉冲宽度确定初始波特率。
根据本发明的一个实施例，确定模块210还用于：按照预设系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量；在数量小于初始信号采样位数时，调整系统时钟频率；根据调整后的系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量，直至数量大于等于初始信号采样位数，将当前脉冲宽度作为最小脉冲宽度，并将当前系统时钟频率作为初始系统时钟频率。
根据本发明的一个实施例，信号传输模块220还用于：按照当前波特率循环发送预设字节，并获取传输后的单字节；信号检测模块230还用于：确定单字节是否沿中心点均匀分布；在单字节未沿中心点均匀分布时，确定信号发生相位偏移。
根据本发明的一个实施例，信号检测模块230还用于：获取预设时间内，预设电平的采样次数是否达到目标次数；在采样次数未达到目标次数时，确定单字节未沿中心点均匀分布。
需要说明的是，关于本申请中面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置的描述，请参考本申请中关于面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法的描述，具体这里不再赘述。
根据本发明实施例的波特率生成装置，通过确定模块根据初始波特率、初始时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比，进而确定当前波特率，再根据信号传输模块按照当前波特率进行信号传输，通过信号检测模块获取传输后信号的相位偏移情况，在信号发生相位偏移时，通过调整模块调整小数分频比，并更新当前波特率，再次检测相位偏移情况，直至当前波特率未产生相位偏移位置，从而实现了对当前波特率的相位校准；随后，通过信号传输模块、信号检测模块和调整模块对相位校准后的波特率进行误码率验证，并在误码率未满足预设条件时，通过调整模块调整信号采样位数，以重新生成当前波特率，直至当前波特率误码率满足预设条件，实现了对波特率的误码率验证；由此，既实现了波特率的自适应生成，使方法能够适用于高速通信的设备中，同时生成的波特率经过相位校准和误码率验证，精度较高，能够有效提高设备的通信质量，从而提高了方法的适用性和准确性。
对应上述实施例，本发明实施例还提供了一种通信芯片，参考图7所示，该通信芯片2000包括前述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置200。
根据本发明实施例的通信芯片，通过前述的波特率生成装置，能够使通信芯片实现与其他设备的高速通信，且通信误码率较低，从而能够增加通信芯片的适用场景，同时优化通信芯片的通信性能。
对应上述实施例，本发明实施例还提供了一种电子设备，参考图8所示，该电子设备3000包括前述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置200。
根据本发明实施例的电子设备，通过前述的波特率生成装置，能够使电子设备实现与其他设备的高速通信，且通信误码率较低，从而能够增加电子设备的适用场景，同时优化电子设备的通信性能。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点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表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法，其特征在于，所述方法包括：
根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比；
根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况；
在所述信号发生相位偏移时，调整所述小数分频比；
根据调整后的小数分频比、所述整数分频比和所述初始信号采样位数，更新所述当前波特率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据调整后的小数分频比、所述整数分频比和所述初始信号采样位数，更新所述当前波特率之后，所述方法还包括：
返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤，直至所述信号未发生相位偏移。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述信号未发生相位偏移时，所述方法还包括：
根据所述当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的误码率；
在所述误码率未满足预设条件时，调整所述信号采样位数；
根据调整后的信号采样位数、所述初始系统时钟频率、所述初始波特率和所述初始小数分频比更新所述整数分频比，并返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述误码率满足预设条件时，将所述当前波特率作为目标波特率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述小数分频比，包括：
按照预设步长调整所述小数分频比。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整所述信号采样位数，包括：
按照预设倍数调整所述信号采样位数，且所述信号采样位数为单字节位数的整数倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整数分频比通过以下公式得到：
其中，Baud为所述波特率，Fclk为系统时钟频率，S为所述信号采样位数，P为所述整数分频比，Q为所述小数分频比。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据初始波特率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比之前，所述方法还包括：
获取信号传输的最小脉冲宽度；
根据所述最小脉冲宽度确定所述初始波特率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取信号传输的最小脉冲宽度，包括：
按照预设系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量；
在所述数量小于所述初始信号采样位数时，调整所述系统时钟频率；
根据调整后的系统时钟频率获取信号传输的脉冲宽度的数量，直至所述数量大于等于所述初始信号采样位数，将当前脉冲宽度作为所述最小脉冲宽度，并将当前系统时钟频率作为所述初始系统时钟频率。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况，包括：
按照所述当前波特率循环发送预设字节，并获取传输后的单字节；
确定所述单字节是否沿中心点均匀分布；
在所述单字节未沿中心点均匀分布时，确定所述信号发生相位偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定所述单字节是否沿中心点均匀分布，包括：
获取预设时间内，预设电平的采样次数是否达到目标次数；
在所述采样次数未达到所述目标次数时，确定所述单字节未沿中心点均匀分布。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-11任一项所述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成方法。
13.一种面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，用于根据初始波特率、初始系统时钟频率、初始信号采样位数和初始小数分频比确定整数分频比；
信号传输模块，用于根据当前波特率进行信号传输；
信号检测模块，用于获取传输后信号的相位偏移情况；
调整模块，用于在所述信号发生相位偏移时，调整所述小数分频比，并根据调整后的小数分频比、所述整数分频比和所述初始信号采样位数，更新所述当前波特率。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述调整模块还用于：
在根据调整后的小数分频比、所述整数分频比和所述初始信号采样位数，更新所述当前波特率之后，返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤，直至所述信号未发生相位偏移。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，在所述信号未发生相位偏移时，所述信号传输模块还用于根据所述当前波特率进行信号传输，所述信号检测模块还用于获取传输后信号的误码率；所述调整模块还用于：
在所述误码率未满足预设条件时，调整所述信号采样位数；
根据调整后的信号采样位数、所述初始系统时钟频率、所述初始波特率和所述初始小数分频比更新所述整数分频比，并返回根据当前波特率进行信号传输，并获取传输后信号的相位偏移情况的步骤。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述调整模块还用于：
在所述误码率满足预设条件时，将所述当前波特率作为目标波特率。
17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述信号传输模块还用于：
按照所述当前波特率循环发送预设字节，并获取传输后的单字节，所述信号检测模块还用于：
确定所述单字节是否沿中心点均匀分布；
在所述单字节未沿中心点均匀分布时，确定所述信号发生相位偏移。
18.一种通信芯片，其特征在于，包括权利要求13至权利要求17任意一项所述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置。
19.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求13至权利要求17任意一项所述的面向高速串行总线通信的自适应波特率生成装置。
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