TWI411907B - 電子系統頻率調整裝置 - Google Patents

Description

電子系統頻率調整裝置

本案是關於一種電子系統頻率調整裝置，特別是關於應用在電子系統之微處理器的振盪頻率調整裝置。

在現今具有微處理器的電子產品中，其內部大多具備固定頻率的震盪電路，當震盪電路啟動時，將提供固定的頻率給微處理器或電子產品以供其作為工作頻率而使用，諸如電視遙控器、手機、電腦等等皆是。但是由於產品生產時，電路上已經設計成固定的頻率，因此如果產品的頻率與其他同類或非同類產品的頻率相同時，將會造成頻率的干擾。

請參閱第1(a)圖，其為習用電子裝置中工作頻率或發射頻率之控制方法的示意圖。在第1圖中，包含一震盪電路81以及一微處理器或頻率發射器82。當震盪電路81選定外掛電阻與電容而使得震盪電路81的震盪元件開始動作時，便發送出一個固定工作頻率給予微處理器或是頻率發射器82，這個固定工作頻率將作為微處理器82的工作頻率或是頻率發射器82的發射頻率。然而，如果此時該固定工作頻率與其他同類或非同類產品的頻率相同時，將會造成頻率的干擾。

此外，電子產品亦會有更改本身的震盪頻率而需另加上新的振盪電路(如RC震盪器或晶體震盪器等)的必要。請參閱第1(b)圖與第1(c)圖，其分別為習用之石英振盪器的應用電路圖以及石英振盪器的等效電路圖。

在第1(b)圖中，應用電路包括一外掛電阻R、一反相器INV、一石英振盪器X'tal、及外掛電容CA與CB。而在第1(c)圖中，石英振盪器X'tal是由電容C1、電阻r1、電感L1、以及電容Co所共同構成。

在第1(b)圖中，當外掛電容CA跟CB分別為一電容時，則可改變石英震盪器X'tal的共振頻率。當將外掛電容CA或CB更換成其他的電容值時，則石英振盪器X'tal的共振頻率也將隨之改變。然而，電子產品中的振盪電路通常具有的是固定電容值的外掛電容CA或CB，因此石英振盪器X'tal的共振頻率也將固定，而提供一個固定工作頻率給微處理器或頻率發射器82。此時，如果該固定工作頻率與其他同類或非同類產品的頻率相同時，將會造成頻率的干擾。

習用技術對於更改電路之振盪頻率的解決方式，一般是利用更換振盪器或是更換外接電阻或電容的方式。茲以一RC振盪器為例進行說明，RC震盪器之頻率的快慢與外掛電阻R及外掛電容C的大小有關。當產品需要在N個頻率下工作時，就需要N個外掛電阻R與外掛電容C、或是一個外掛電阻R與N個外掛電容C的搭配組合，才能產生出N個工作頻率。

然而，無論採用上述何種習用技術，都將使得電子產品的選擇性以及靈活度變得很低。

因此，有必要構思一種電子系統頻率調整裝置，利用載入硬體參數的方式或是軟體載入參數的方式，進而改變系統頻率，以保障微處理器或同類及非同類產品的自身頻率不受干擾。進而達到降低成本，讓產品上面有著更多的選擇性以及靈活性，以提高產品競爭力。

根據上述構想，本案提出一種電子系統頻率調整裝置，當電路啟動後，由內部執行載入硬體參數的方式或軟體載入參數的方式去確認振盪元件參數與時間參數的動作，並決定內部頻率輸出的路徑。在載入振盪元件參數時，會根據振盪元件參數更改調整頻率電路內被動元件之數值，同時載入時間參數去更改分頻暫存器組的級數。內部頻率可經由路徑選擇器送到分頻暫存器組或直接將輸出頻率送至頻率選擇多工器。經由分頻暫存器組路徑之頻率，會根據時間參數的設定值，去做調整頻率的動作。同時時間參數也會送出一信號給予分頻暫存器組並啟動重新計數，藉由重新計數，也可達到調整頻率的功能，最後在由頻率選擇多工器去選擇由一調整頻率的直接輸出頻率或是經由分頻暫存器組所輸出頻率，並提供給微處理器當作內部頻率使用。

本案得藉由下列圖式及詳細說明，俾得更深入之了解：

請參閱第2圖，其為本案所提出電子系統頻率調整裝置的方塊圖。在第2圖中，電子系統頻率調整裝置包括一振盪電路單元1、一調整頻率電路單元2、一路徑選擇單元3、一分頻暫存器單元4、及一微處理器或發射器單元5。第3圖是本案所提出電子系統頻率調整裝置的作動流程圖。以下同時參閱第2圖與第3圖以說明電子系統頻率調整裝置的機能。

本發明的目的在於以載入參數(Download hardware option)的方式或軟體載入參數(Software Download option)的方式，進而改變系統頻率(Change System Clock)的。

如步驟S11所述，當電路啟動後，由內部執行載入參數(Download hardware option)的方式或軟體載入參數(Software Download option)的方式去Configure RC Option 與Time Option的動作，並決定頻率輸出的路徑。當電路啟動，震盪電路單元1中所設置的震盪電路11將產生出一個固定頻率，並將其傳送到調整頻率電路單元2。

如步驟S12所述，由調整頻率電路單元2中的第一振盪元件參數電路21與第二振盪元件參數電路23去更改調整頻率電路22的元件個數，使得震盪電路單元1內部震盪電路的晶體震盪器或RC震盪器達到串或並聯效果，以便達到調整頻率的功能。

請參閱第4圖，其為第2圖中調整頻率電路所具有的振盪元件組與參數切換開關組的示意圖。在第4圖中，受控於第一振盪元件參數的是第一振盪元件組221與第一參數切換開關組222，而受控於第二振盪元件參數的是第二振盪元件組223與第二參數切換開關組224。當振盪元件參數由第一振盪元件參數電路21或第二振盪元件參數電路23載入時，其載入參數會切換第一參數切換開關組221或第二參數切換開關組223，使得第一震盪元件組222或第二震盪元件組224與震盪電路單元1內部之震盪電路的晶體震盪器或RC震盪器達到串或並聯效果，以達到調整頻率的功能。其中該震盪元件可為電阻、電感、電容等。除此之外，同時可由時間參數電路24去更改分頻暫存器單元4內之分頻暫存器組41的級數，進而調整內部頻率。

如步驟S13所述，由調整頻率電路單元2發出之內部頻率將經過路徑選擇單元3內的解多工電路32。在本實施例中，輸出頻率解多工器32是一個一對二的解多工器，其輸出埠係分別送至分頻暫存器單元4與頻率選擇多工器33。

如步驟S14所述，如第2圖所示，頻率輸入端411連接至該解多工電路32之頻率輸出，參數輸入端412連接至時間參數電路24之輸出，以調整頻率的動作。同時時間參數電路24還會發出另一信號至分頻暫存器組41的重置輸入端413，分頻暫存器組41接受到此一重置選擇信號並啟動重新計數。藉由重新計數，可達到調整頻率的功能。

請參閱第5圖，其為第2圖中分頻暫存器單元所具有的分頻多工器、除頻暫存器組與重置多工器的示意圖。如第5圖所示，分頻暫存器組41設有一分頻多工器4111、一除頻暫存器組4112、及一重置多工器4113。當頻率輸入端411輸入一頻率進入由複數個除頻暫存器所構成的除頻暫存器組4112時，會被分成複數個F(N)的子頻率，由參數輸入端412輸入一設定值去設定分頻多工器4111，然後去選擇F(1:N)的頻率值，接著再經由頻率輸出端414輸出頻率給予頻率選擇多工器33。重置輸入端413是連接至時間參數電路24，則重置選擇信號會經由重置輸入端而被傳送至重置多工器4113，並選擇F(1:N)的頻率值去重置除頻暫存器組4112的重置端。因此藉由重新計數，也可達到調整頻率的功能。

如步驟S15所述，由路徑選擇器31選擇給予微處理器或發射器單元5之頻率路徑。在本實施例中，該頻率選擇多工器33是一個二對一的多工器，其輸入埠分別連接於一分頻暫存器單元4之分頻暫存器組41之頻率輸出端414之頻率、以及解多工電路32的輸出端，以便分別接收該二個路徑之頻率。頻率選擇多工器33的輸出埠連接於該微處理器或發射器單元5內的微處理器或發射器51，提供給微處理器或發射器作為內部頻率之使用。

綜上所述，本發明藉由將系統晶片經由載入參數的方式或軟體載入參數的方式，進而改變系統頻的電路與方法，是將固定頻率由載入振盪元件參數與載入時間參數以調整頻率，並將調整後之頻率送至微處理器或發射器單元，使得本身產品的頻率不受同類或非同類產品的頻率干擾，在效能上確實可以提高產品的競爭力。

本案得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1．．．振盪電路單元

2．．．調整頻率電路單元

3．．．路徑選擇單元

4．．．分頻暫存器單元

5．．．微處理器或頻率發射器單元

11．．．振盪電路

21．．．第一振盪元件參數電路

22．．．調整頻率電路

23．．．第二振盪元件參數電路

24．．．時間參數電路

221‧‧‧第一參數切換開關組

222‧‧‧第一振盪元件組

223‧‧‧第二參數切換開關組

224‧‧‧第二振盪元件組

31‧‧‧路徑選擇器

32‧‧‧解多工電路

33‧‧‧頻率選擇多工器

41‧‧‧分頻暫存器組

411‧‧‧調整頻率

412‧‧‧分頻信號

413‧‧‧重置信號

414‧‧‧分頻頻率

4111‧‧‧分頻多工器

4112‧‧‧除頻暫存器組

4113‧‧‧重置多工器

51‧‧‧微處理機或發射器

81‧‧‧振幅電路

82‧‧‧微處理器或頻率發射器

第1(a)圖：習用電子裝置中工作頻率或發射頻率之控制方法的示意圖。

第1(b)圖：習用之石英振盪器的應用電路圖。

第1(c)圖：習用之石英振盪器的等效電路圖。

第2圖：本案所提出電子系統頻率調整裝置的方塊圖。

第3圖：本案所提出電子系統頻率調整裝置的作動流程圖。

第4圖：第1圖中調整頻率電路所具有的振盪元件組與參數切換開關組的示意圖。

第5圖：第1圖中分頻暫存器單元所具有的分頻多工器、除頻暫存器組與重置多工器的示意圖。

1．．．振盪電路單元

2．．．調整頻率電路單元

3．．．路徑選擇單元

4．．．分頻暫存器單元

5．．．微處理器或頻率發射器單元

11．．．振盪電路

21．．．第一振盪元件參數電路

22．．．調整頻率電路

23．．．第二振盪元件參數電路

24．．．時間參數電路

31．．．路徑選擇器

32．．．解多工電路

33．．．頻率選擇多工器

41．．．分頻暫存器組

411．．．調整頻率

412．．．分頻信號

413．．．重置信號

414．．．分頻頻率

51．．．微處理機或發射器

Claims (6)

1. 一種電子系統頻率調整裝置，包括：一振盪電路單元，產生一固定頻率；一調整頻率電路單元，具有複數個振盪元件，該調整頻率電路單元根據載入硬體參數的方式或軟體載入參數的方式去確認振盪元件參數與時間參數的動作且切換該複數個振盪元件，使得所選取的振盪元件與該振盪電路單元在電性上串或並聯並決定內部頻率輸出的路徑；一路徑選擇單元，選擇輸出來自該調整頻率電路單元的該固定頻率、或是一調整頻率；一分頻暫存器單元，針對來自該路徑選擇單元的該固定頻率進行分頻，以產生該調整頻率；及一微處理器或發射器單元，從該路徑選擇單元接收該固定頻率或是該調整頻率，並據以運作。
2. 如申請專利範圍第1項的電子系統頻率調整裝置，其中該振盪電路單元包括一振盪電路。
3. 如申請專利範圍第1項的電子系統頻率調整裝置，其中該調整頻率電路單元包括：一第一振盪元件參數電路；一第二振盪元件參數電路；一調整頻率電路，從該第一振盪元件參數電路及該第二振盪元件參數電路接收載入參數，以調整該固定頻率；及一時間參數電路，產生一分頻信號及一重置信號至該分頻暫存器單元。
4. 如申請專利範圍第3項的電子系統頻率調整裝置，其中該 調整頻率電路包括：一第一振盪元件組，包含複數個振盪元件；一第一參數切換開關組，基於來自該第一振盪元件參數電路的載入參數而切換該第一振盪元件組中與該振盪電路單元在電性上串或並聯的振盪元件；一第二振盪元件組，包含複數個振盪元件；及一第二參數切換開關組，基於來自該第二振盪元件參數電路的載入參數而切換該第二振盪元件組中與該振盪電路單元在電性上串或並聯的振盪元件。
5. 如申請專利範圍第1項的電子系統頻率調整裝置，其中該路徑選擇單元包括：一路徑選擇器，選擇輸出路徑；一解多工電路，針對來自該調整頻率電路單元的該固定頻率進行解多工；及一頻率選擇多工器，選擇輸出來自該解多工電路的該固定頻率、或是來自該分頻暫存器單元的該調整頻率。
6. 如申請專利範圍第1項的電子系統頻率調整裝置，其中該分頻暫存器單元包括：一分頻多工器，基於一比較頻率值及一分頻信號而產生該調整頻率；一除頻暫存器組，包含複數個除頻暫存器，用以將來自該路徑選擇單元的該固定頻率進行分頻，以產生與該比較頻率值相關的複數個子頻率；及一重置多工器，基於該比較頻率值及一重置信號而產生應用於各該除頻暫存器的一重置信號。