專利名稱：校正usb裝置頻率的方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種USB裝置，具體地說，是一種校正USB裝置頻率的方法及電路。
背景技術(shù)：
在通用序列匯排流2. 0和1. 1驅(qū)動器協(xié)議(USB 2. 0 and 1. 1 driver protocol) 中，通用序列匯排流(USB)主機(jī)端(host)對USB裝置(device)的接口通信協(xié)議對于低速 (low speed)、全速(full speed)及高速(high speed)狀態(tài)下的使用頻率具有嚴(yán)格的規(guī) 范，以對應(yīng)不同的應(yīng)用。例如，在低速狀態(tài)下，USB主機(jī)的數(shù)據(jù)串行(data stream)的數(shù)據(jù)率 規(guī)格(data rate specification)為1. 5MHz士 1. 5%，應(yīng)用在鍵盤、鼠標(biāo)等；在全速狀態(tài)下， USB主機(jī)的數(shù)據(jù)串行的數(shù)據(jù)率規(guī)格為12MHz士0. 25%，應(yīng)用在聲音及麥克風(fēng)等；在高速狀態(tài) 下，USB主機(jī)的數(shù)據(jù)串行的數(shù)據(jù)率規(guī)格為480MHz士0. 05%，應(yīng)用在視訊和成像(imaging) 等。因此，已知USB裝置的頻率源大多采用石英振蕩器、共振振蕩器或者再加上以數(shù)字鎖相 回路(DPLL)鎖頻的方式產(chǎn)生一準(zhǔn)確的頻率訊號。然而，此方式卻無法將頻率源整合在USB 裝置的集成電路(IC)內(nèi)。為了降低成本及考慮組件的一致性，整合USB裝置IC的內(nèi)部電阻及電容產(chǎn)生一電 阻電容(RC)振蕩器做為USB裝置的頻率源，使USB裝置的頻率源包含在USB裝置的IC內(nèi) 部。然而，由于制程的變異，RC振蕩器的頻率約有士25%的誤差，無法達(dá)到USB驅(qū)動器協(xié)議 的規(guī)范。USB接口通信協(xié)議對于USB主機(jī)端輸出的數(shù)據(jù)串行及輸出的封包格式有嚴(yán)格 的規(guī)范。如圖1及圖2所示，當(dāng)USB接口通訊在全速狀態(tài)下，USB主機(jī)端輸出的數(shù)據(jù)串 行10由多個時間長度為Ims的數(shù)據(jù)框(data frame) 12組成，數(shù)據(jù)框12包括多個封包， 例如標(biāo)志封包(token packet) 14、數(shù)據(jù)封包(data packet) 16禾口交握封包(handshake packet) 18，每一個數(shù)據(jù)框12具有一個訊框起始(start of frame ；S0F)標(biāo)志封包11作 為數(shù)據(jù)框12的起點(diǎn)，因此，訊框起始標(biāo)志封包11彼此之間的時間間隔為1ms，其中，標(biāo)志 封包14具有固定長度為三十二位的位周期(bits period)，數(shù)據(jù)封包16具有長度小于 八千二百一十六位的位周期，交握封包18具有固定長度為十六位的位周期，以及標(biāo)志封包 14、數(shù)據(jù)封包16和交握封包18均具有固定長度為八位的位周期及固定位值內(nèi)容的同步列 (synchronization sequence ；SYNC)數(shù)據(jù)域，以及固定長度但位值內(nèi)容非固定的封包辨識 元(packet identifier ；PID)數(shù)據(jù)域。因此，可利用USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行中數(shù)據(jù)框12、標(biāo)志 封包14、數(shù)據(jù)封包16和交握封包18的特征，檢索USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行的訊號長度做為USB 裝置內(nèi)部RC振蕩器頻率的校準(zhǔn)基數(shù)，校正所述內(nèi)部RC振蕩器的頻率，使其頻率的準(zhǔn)確度達(dá) 到USB驅(qū)動器協(xié)議的規(guī)范，同時使USB裝置和USB主機(jī)端的數(shù)據(jù)串行訊號同步。美國專利號7，453，958利用同步列數(shù)據(jù)域具有固定長度的特征，對USB裝置內(nèi)部 可校準(zhǔn)振蕩器的頻率進(jìn)行粗調(diào)，再利用訊框起始標(biāo)志封包彼此之間的時間間隔為Ims的特 征，對所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，藉由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換(DAC)粗微調(diào)校方式，使 所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器產(chǎn)生的頻率能相對準(zhǔn)確于USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行。然而，此種先粗調(diào)再微調(diào)的二步驟調(diào)校方式，是利用USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行中的第一個數(shù)據(jù)框進(jìn)行粗調(diào)，再利 用USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行中的第二及第三個數(shù)據(jù)框進(jìn)行微調(diào)，校正所耗費(fèi)的時間較長(需三 個數(shù)據(jù)框的時間)，且所需的電路也較復(fù)雜。因此已知的校正USB裝置頻率的方法及電路存在著上述種種不便和問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種減少校正時間的校正USB裝置頻率的方法及電路。本發(fā)明的另一目的，在于提出一種簡化校正電路的校正USB裝置頻率的方法及電路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種校正USB裝置頻率的方法，所述USB裝置包含一內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器以產(chǎn)生一 時鐘脈沖，其特征在于所述方法包括下列步驟(a)檢測一輸入數(shù)據(jù)串行中的封包結(jié)尾以初始化一計數(shù)器；(b)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的一輸入封包以辨識所述輸入封包是否為一標(biāo)志封包， 若所述輸入封包為一標(biāo)志封包，則進(jìn)行步驟(c)，否則回到步驟(a)；(c)辨識所述輸入封包是否為一訊框起始標(biāo)志封包，若所述輸入封包為一訊框起 始標(biāo)志封包，則觸發(fā)所述計數(shù)器開始計數(shù)所述時鐘脈沖的脈沖數(shù)量，否則回到步驟(a)；(d)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的下一個訊框起始標(biāo)志封包，以閂鎖所述計數(shù)器產(chǎn)生一 計數(shù)值；以及(e)比較所述計數(shù)值與一參考值以調(diào)整所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，使所述計 數(shù)值與所述參考值相等。本發(fā)明的校正USB裝置頻率的方法還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的方法，其中所述步驟(b)包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一負(fù)差動信號的第一個上升緣與第三個上升緣之間的脈沖 數(shù)量，產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述負(fù)差動信號的第一個上升緣與第四個上升緣之間的脈 沖數(shù)量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述輸入封包 為所述標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(C)包括下列步驟閂鎖所述負(fù)差動訊號的第四個上升緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及若所述負(fù)差動訊號在所述封包辨識元中為“1101”，則判定所述輸入封包為所述訊 框起始標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(b)步驟包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一正差動信號的第一個下降緣與第三個下降緣之間的脈沖
數(shù)量，產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述正差動信號的第一個下降緣與第四個下降緣之間的脈 沖數(shù)量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述輸入封包為所述標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(C)包括下列步驟閂鎖所述正差動訊號的第四個下降緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及若所述正差動訊號在所述封包辨識元中為“0010”，則判定所述標(biāo)志封包為所述訊 框起始標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(d)包括下列步驟(f)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的下一個輸入封包；(g)辨識所述下一個輸入封包是否為一第二標(biāo)志封包，若所述下一個輸入封包為 一第二標(biāo)志封包，則進(jìn)行步驟(h)，否則回到步驟(f)；以及(h)辨識所述下一個輸入封包是否為所述下一個訊框起始標(biāo)志封包，若所述輸入
封包為所述下一個訊框起始標(biāo)志封包，則閂鎖所述計數(shù)器產(chǎn)生所述計數(shù)值，否則回到步驟 ⑴。前述的方法，其中所述步驟(g)包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一負(fù)差動信號的第一個上升緣與第三個上升緣之間的脈沖 數(shù)量，產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述負(fù)差動信號的第一個上升緣與第四個上升緣之間的脈 沖數(shù)量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述下一個輸 入封包為所述第二標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(h)包括下列步驟閂鎖所述負(fù)差動訊號的第四個上升緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及若所述負(fù)差動訊號在所述封包辨識元中為“1101”，則判定所述下一個輸入封包為 所述下一個訊框起始標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(g)包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一正差動信號的第一個下降緣與第三個下降緣之間的脈沖
數(shù)量，產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述正差動信號的第一個下降緣與第四個下降緣之間的脈 沖數(shù)量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述下一個輸 入封包為所述第二標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(h)包括下列步驟閂鎖所述正差動訊號的第四個下降緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及若所述正差動訊號在所述封包辨識元中為“0010”，則判定所述下一個輸入封包為 所述下一個訊框起始標(biāo)志封包。前述的方法，其中所述步驟(e)包括當(dāng)所述計數(shù)值大于所述參考值時，降低所述 內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，當(dāng)所述計數(shù)值小于所述參考值時，增加所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器 的頻率。前述的方法，其中更包括倍頻所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率。一種校正USB裝置頻率的電路，所述USB裝置包含一內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器以產(chǎn)生一時鐘脈沖，其特征在于所述電路包括一計數(shù)器，用以計數(shù)所述頻率的脈沖數(shù)量；一第一檢測單元耦接所述計數(shù)器，檢測一輸入數(shù)據(jù)串行中的封包結(jié)尾以初始化所 述計數(shù)器；一第二檢測單元耦接所述計數(shù)器，辨識所述數(shù)據(jù)串行中的標(biāo)志封包，以檢測所述 數(shù)據(jù)串行中的訊框起始標(biāo)志封包產(chǎn)生一觸發(fā)信號使所述計數(shù)器開始計數(shù)，以及檢測所述數(shù) 據(jù)串行中的下一個訊框起始標(biāo)志封包以結(jié)束所述觸發(fā)信號使所述計數(shù)器產(chǎn)生一計數(shù)值；以 及一校準(zhǔn)編碼單元耦接在所述計數(shù)器與所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器之間，比較所述計數(shù) 值與一參考值產(chǎn)生一校準(zhǔn)訊號調(diào)整所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，使所述計數(shù)值與所述參 考值相等。本發(fā)明的校正USB裝置頻率的電路還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的電路，其中所述第二檢測單元檢測一負(fù)差動訊號的第一至第四個上升緣。前述的電路，其中更包括一第二計數(shù)器位于所述第二檢測單元中，以計數(shù)所述時 鐘脈沖在所述第一個上升緣與第三個上升緣之間的脈沖數(shù)量，以及所述時鐘脈沖在所述第 一個上升緣與第四個上升緣之間的脈沖數(shù)量。前述的電路，其中所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器因應(yīng)所述第四個上升緣產(chǎn)生一封包辨識兀。前述的電路，其中所述封包辨識元包括所述第四個上升緣后的第一至第四個位。前述的電路，其中所述第二檢測單元檢測一正差動訊號的第一至第四個下降緣。前述的電路，其中更包括一第二計數(shù)器位于所述第二檢測單元中，以計數(shù)所述時 鐘脈沖在所述第一個下降緣與第三個下降緣之間的脈沖數(shù)量，以及所述時鐘脈沖在所述第 一個下降緣與第四個下降緣之間的脈沖數(shù)量。前述的電路，其中所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器因應(yīng)所述第四個下降緣產(chǎn)生一封包辨識兀。前述的電路，其中所述封包辨識元包括所述第四個下降緣后的第一至第四個位。前述的電路，其中更包括一鎖相回路連接所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器以倍頻所述內(nèi)部 可校準(zhǔn)振蕩器的頻率。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的校正USB裝置頻率的方法及電路具有減少校正時 間及簡化校正電路的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行的示意圖；圖2為封包格式規(guī)范的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的校正USB裝置頻率的方法的第一實(shí)施例的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的校正USB裝置頻率的電路的第一實(shí)施例的示意圖；圖5為校正USB裝置頻率的波形圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的校正USB裝置頻率的方法的第二實(shí)施例的示意圖；以及圖7為根據(jù)本發(fā)明的校USB裝置頻率的電路的第二實(shí)施例的示意圖。
圖中10、數(shù)據(jù)串行11、訊框起始標(biāo)志封包12、資料框14、標(biāo)志封包16、資料封包 18、交握封包20、校正USB裝置頻率的方法的流程圖22-39、步驟40、校正USB裝置頻率的電 路42、檢測單元44、檢測單元46-48、計數(shù)器50、校準(zhǔn)編碼單元52、內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器M、第 一個下降緣56、第三個下降緣58、第四個下降緣60、第一個上升緣62、第三個上升緣64、第 四個上升緣66、波形圖68、封包辨識元70、頻率72、校正USB裝置頻率的方法的流程圖74、 步驟76、校正USB裝置頻率的電路78、鎖相回路。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步說明?，F(xiàn)請參閱圖3和圖4，圖3為根據(jù)本發(fā)明的校USB裝置頻率的方法的第一實(shí)施例 的示意圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明的校正USB裝置頻率的電路的第一實(shí)施例的示意圖。參考圖 1至圖4，如圖所示，所述步驟22中，封包結(jié)尾(end of packet ；E0P)介于一封包的結(jié)束與 下一個封包的開始之間，檢測單元42檢測USB主機(jī)端數(shù)據(jù)串行中的EOP產(chǎn)生一重置信號R 給計數(shù)器46及48以初始化計數(shù)器46及48，使計數(shù)器46及48歸零。在步驟M中，檢測單 元44檢測USB主機(jī)數(shù)據(jù)串行中的一輸入封包。在步驟沈中，檢測單元44根據(jù)所述輸入封 包的同步列數(shù)據(jù)域辨識所述輸入封包是否為標(biāo)志封包，若所述輸入封包不是標(biāo)志封包，則 回到步驟22，反之，則進(jìn)行步驟觀，檢測單元44根據(jù)所述輸入封包的封包辨識元數(shù)據(jù)域進(jìn) 一步辨識所述輸入封包是否為訊框起始標(biāo)志封包(SOF token packet)，若所述輸入封包不 是訊框起始標(biāo)志封包，則回到步驟22，反之，則檢測單元44產(chǎn)生一觸發(fā)信號T給計數(shù)器48， 并進(jìn)行步驟30及38。在步驟38中，計數(shù)器48因應(yīng)觸發(fā)信號T開始計數(shù)內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器 52產(chǎn)生的時鐘脈沖的脈沖數(shù)量。在步驟30中，檢測單元44檢測所述USB主機(jī)數(shù)據(jù)串行中 的下一個訊框起始標(biāo)志封包，以結(jié)束觸發(fā)信號T。在步驟37中，計數(shù)器48因應(yīng)觸發(fā)信號T 的結(jié)束而閂鎖其計數(shù)值P = FXt, 公式 1其中，t為相鄰二個訊框起始標(biāo)志封包的時間間隔，F(xiàn)是內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52的頻 率。在步驟39中，校準(zhǔn)編碼單元50比較計數(shù)值P與一參考值K產(chǎn)生校準(zhǔn)訊號Tr給內(nèi)部可 校準(zhǔn)振蕩器52，當(dāng)計數(shù)值P大于參考值K時，降低頻率F，當(dāng)計數(shù)值P小于參考值K時，增加 頻率F，使計數(shù)值P與參考值K相等，其中，參考值K系以內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52的設(shè)計頻率 F’計算產(chǎn)生，將設(shè)計頻率F’代入公式1可得參考值P = F，Xt。 公式 2由于USB在全速的應(yīng)用下，訊框起始標(biāo)志封包為每一個數(shù)據(jù)框開始的特征封包， 且每一個數(shù)據(jù)框的時間周期均為1ms，因此相鄰二個訊框起始標(biāo)志封包的時間間隔t為 lms。當(dāng)設(shè)計頻率F，為24MHz時，根據(jù)公式2可得參考值K = 24X 106X 10"3 = 24，000，但 實(shí)際上內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52的頻率F與設(shè)計頻率F’之間可能有誤差，根據(jù)公式1可得計 數(shù)器48產(chǎn)生的計數(shù)值P = FX ΙΟ"3,比較計數(shù)值P與參考值K，當(dāng)計數(shù)值P大于參考值K時， 表示頻率F大于設(shè)計頻率F’，校準(zhǔn)編碼單元50產(chǎn)生校準(zhǔn)訊號Tr以降低頻率F，當(dāng)計數(shù)值P 小于參考值K時，表示頻率F小于設(shè)計頻率F’，校準(zhǔn)編碼單元50產(chǎn)生校準(zhǔn)訊號Tr以增加頻 率F，當(dāng)計數(shù)值P等于參考值K時，表示頻率F等于設(shè)計頻率F’，校準(zhǔn)編碼單元50產(chǎn)生校準(zhǔn) 訊號Tr以維持頻率F。
在一實(shí)施例中，步驟30包括步驟32至36。在步驟32中，檢測單元44檢測USB主 機(jī)數(shù)據(jù)串行中的下一個輸入封包。在步驟34中，檢測單元44根據(jù)所述下一個輸入封包的 同步列數(shù)據(jù)域辨識所述下一個輸入封包是否為標(biāo)志封包，若所述下一個輸入封包不是標(biāo)志 封包，則回到步驟32，反之，則進(jìn)行步驟36，檢測單元44根據(jù)所述下一個輸入封包的封包辨 識元數(shù)據(jù)域進(jìn)一步辨識所述下一個輸入封包是否為訊框起始標(biāo)志封包，若所述下一個輸入 封包不是訊框起始標(biāo)志封包，則回到步驟32，反之，則檢測單元44結(jié)束觸發(fā)信號T。圖5為校正USB裝置頻率的波形圖。參考圖4及圖5，在一實(shí)施例中，USB主機(jī)端 數(shù)據(jù)串行包括正差動訊號D+及負(fù)差動訊號D-，內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52包括一設(shè)計頻率為F’ 的可調(diào)校RC振蕩器。當(dāng)USB主機(jī)端將數(shù)據(jù)串行傳給USB裝置時，檢測單元42檢測所述數(shù) 據(jù)串行中的封包結(jié)尾以產(chǎn)生一重置信號R給計數(shù)器46及48以初始化計數(shù)器46及48，檢 測單元44檢測一輸入封包以辨識所述輸入封包是否為訊框起始標(biāo)志封包，此時，檢測單元 44根據(jù)所述輸入封包的同步列數(shù)據(jù)辨識所述輸入封包是否為標(biāo)志封包，例如計數(shù)器46計 數(shù)在正差動訊號D+的第一個下降緣(falling edge) M與第三個下降緣56之間內(nèi)部可校 準(zhǔn)振蕩器52產(chǎn)生的時鐘脈沖的脈沖數(shù)量II，以及在正差動訊號D+的第一個下降緣M與第 四個下降緣58之間內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52產(chǎn)生的時鐘脈沖的脈沖數(shù)量12。若脈沖數(shù)量Il 為脈沖數(shù)量12的二分之一，則判定所述輸入封包為標(biāo)志封包。在判定所述輸入封包為標(biāo)志 封包之后，內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52閂鎖第四個下降緣58后的第一至第四個位，如波形66所 示，產(chǎn)生封包辨識元68。若正差動訊號D+在封包辨識元68中為“0010”，則進(jìn)一步判定所 述輸入封包為訊框起始標(biāo)志封包。當(dāng)所述輸入封包被判定為訊框起始標(biāo)志封包時，檢測單 元44初始化觸發(fā)信號T，計數(shù)器48因應(yīng)觸發(fā)信號T而開始計數(shù)時鐘脈沖70的脈沖數(shù)量，接 著檢測單元44繼續(xù)檢測下一個輸入封包并辨識所述下一個輸入封包是否為訊框起始標(biāo)志 封包，在此期間內(nèi)，計數(shù)器48持續(xù)計數(shù)，直到檢測單元44再次檢測到訊框起始標(biāo)志封包而 結(jié)束觸發(fā)信號T，計數(shù)器48因而閂鎖其計數(shù)值P。校準(zhǔn)編碼單元38比較計數(shù)值P與參考值 K以調(diào)整頻率F。另外，可利用負(fù)差動訊號D-辨識所述輸入封包是否為訊框起始標(biāo)志封包， 此時，計數(shù)器46計數(shù)在負(fù)差動訊號D-的第一個上升緣(rising edge) 60與第三個上升緣 62之間內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52產(chǎn)生的頻率的脈沖數(shù)量13，以及在負(fù)差動訊號D-第一個上升 緣60與第四個上升緣64之間內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52產(chǎn)生的時鐘脈沖的脈沖數(shù)量14。若脈 沖數(shù)量13為脈沖數(shù)量14的二分之一，則判定所述輸入封包為標(biāo)志封包。在判定所述輸入 封包為標(biāo)志封包之后，內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52閂鎖第四個上升緣64后的第一至第四個位，如 波形66所示，產(chǎn)生封包辨識元68。若負(fù)差動訊號D-在封包辨識元68中為“1101”，則進(jìn)一 步判定所述輸入封包為訊框起始標(biāo)志封包。當(dāng)內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52為RC振蕩器時，由于制程變異的關(guān)系，所述RC振蕩器的 頻率可能有士25%以內(nèi)的誤差，若直接檢索正差動訊號D+的第四個下降緣或負(fù)差動訊號 D-的第四個上升緣后的第一至第四個位做為辨識訊框起始標(biāo)志封包的封包辨識元，則所述 封包辨識元可能包含一個誤差位，易導(dǎo)致訊框起始標(biāo)志封包的誤判。本實(shí)施例在判定輸入 封包為標(biāo)志封包之后，再檢索正差動訊號D+的第四個下降緣或負(fù)差動訊號D-的第四個上 升緣后的第一至第四個位做為辨識訊框起始標(biāo)志封包的封包辨識元，能避免因所述RC振 蕩器的頻率誤差所導(dǎo)致的誤判，而正確辨識訊框起始標(biāo)志封包。藉由檢測單元44根據(jù)輸入封包的同步列數(shù)據(jù)域辨識所述輸入封包為標(biāo)志封包后，再進(jìn)一步根據(jù)所述輸入封包的封包辨識元數(shù)據(jù)域辨識所述輸入封包是否為訊框起始標(biāo) 志封包，本實(shí)施例可在同一步驟內(nèi)完成校正，不須分成粗調(diào)和微調(diào)二個步驟，即可準(zhǔn)確校正 USB裝置的頻率源，且校正一次的時間為二個數(shù)據(jù)框的時間，減少校正的時間，并達(dá)到簡化 電路和降低成本的目的。如圖6和圖7所示，在另一實(shí)施例中，校正USB裝置頻率的方法的流程圖72包括 一倍頻步驟74，校正USB裝置頻率的電路76包括一鎖相回路(PLL) 78耦接內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩 器52，內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52的頻率F經(jīng)鎖相回路78倍頻后，產(chǎn)生頻率為NF的時鐘脈沖供 計數(shù)器48計數(shù)，其中N為一常數(shù)，因此內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52可采用低頻RC振蕩器達(dá)到高頻 的需求。例如當(dāng)USB裝置需求頻率為12MHz時，內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52可采用頻率為500KHz 的RC振蕩器，再利用的鎖相回路78倍頻，以產(chǎn)生頻率為12MHz的時鐘脈沖。在操 作上，先將所述低頻RC振蕩器的頻率校準(zhǔn)到士0. 25%以內(nèi)，再利用鎖相回路78倍頻所述低 頻RC振蕩器的頻率達(dá)到所要求的頻率。由于全速USB的主機(jī)端時鐘脈沖率(host clock rate)的規(guī)格為士2，500ppm(即士0. 25% )，因此USB裝置的內(nèi)部振蕩器的頻率必須校準(zhǔn)到 士0. 25%以內(nèi)。然而，一般高頻的RC振蕩器，例如24MHz或48MHz的RC振蕩器，其頻率的 抖動(jitter)量經(jīng)常就大于士0.25%。本實(shí)施例藉由鎖相回路78對低頻RC的振蕩器進(jìn) 行倍頻以達(dá)到高頻的需求，由于鎖相回路78的頻率抖動量較低，可避免內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器 52直接采用高頻RC振蕩器所導(dǎo)致因頻率抖動量過大而無法將頻率校準(zhǔn)到規(guī)格內(nèi)的問題。 此外，由于采用低頻RC振蕩器做為內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器52，可進(jìn)一步簡化電路復(fù)雜度及降低 成本。以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同 的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種校正USB裝置頻率的方法，所述USB裝置包含一內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器以產(chǎn)生一時 鐘脈沖，其特征在于所述方法包括下列步驟(a)檢測一輸入數(shù)據(jù)串行中的封包結(jié)尾以初始化一計數(shù)器；(b)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的一輸入封包以辨識所述輸入封包是否為一標(biāo)志封包，若所 述輸入封包為一標(biāo)志封包，則進(jìn)行步驟(c)，否則回到步驟(a)；(c)辨識所述輸入封包是否為一訊框起始標(biāo)志封包，若所述輸入封包為一訊框起始標(biāo) 志封包，則觸發(fā)所述計數(shù)器開始計數(shù)所述時鐘脈沖的脈沖數(shù)量，否則回到步驟(a)；(d)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的下一個訊框起始標(biāo)志封包，以閂鎖所述計數(shù)器產(chǎn)生一計數(shù) 值；以及(e)比較所述計數(shù)值與一參考值以調(diào)整所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，使所述計數(shù)值 與所述參考值相等。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一負(fù)差動信號的第一個上升緣與第三個上升緣之間的脈沖數(shù)量， 產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述負(fù)差動信號的第一個上升緣與第四個上升緣之間的脈沖數(shù) 量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述輸入封包為所 述標(biāo)志封包。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)包括下列步驟閂鎖所述負(fù)差動訊號的第四個上升緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及若所述負(fù)差動訊號在所述封包辨識元中為“1101”，則判定所述輸入封包為所述訊框起 始標(biāo)志封包。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)步驟包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一正差動信號的第一個下降緣與第三個下降緣之間的脈沖數(shù)量， 產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述正差動信號的第一個下降緣與第四個下降緣之間的脈沖數(shù) 量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述輸入封包為所 述標(biāo)志封包。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)包括下列步驟閂鎖所述正差動訊號的第四個下降緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及若所述正差動訊號在所述封包辨識元中為“0010”，則判定所述標(biāo)志封包為所述訊框起 始標(biāo)志封包。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)包括下列步驟(f)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的下一個輸入封包；(g)辨識所述下一個輸入封包是否為一第二標(biāo)志封包，若所述下一個輸入封包為一第 二標(biāo)志封包，則進(jìn)行步驟(h)，否則回到步驟(f)；以及(h)辨識所述下一個輸入封包是否為所述下一個訊框起始標(biāo)志封包，若所述輸入封包 為所述下一個訊框起始標(biāo)志封包，則閂鎖所述計數(shù)器產(chǎn)生所述計數(shù)值，否則回到步驟(f)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(g)包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一負(fù)差動信號的第一個上升緣與第三個上升緣之間的脈沖數(shù)量， 產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述負(fù)差動信號的第一個上升緣與第四個上升緣之間的脈沖數(shù) 量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述下一個輸入封 包為所述第二標(biāo)志封包。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(h)包括下列步驟閂鎖所述負(fù)差動訊號的第四個上升緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及 若所述負(fù)差動訊號在所述封包辨識元中為“ 1101”，則判定所述下一個輸入封包為所述 下一個訊框起始標(biāo)志封包。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(g)包括下列步驟計數(shù)所述時鐘脈沖在一正差動信號的第一個下降緣與第三個下降緣之間的脈沖數(shù)量， 產(chǎn)生一第一脈沖計數(shù)值；計數(shù)所述時鐘脈沖在所述正差動信號的第一個下降緣與第四個下降緣之間的脈沖數(shù) 量，產(chǎn)生一第二脈沖計數(shù)值；以及若所述第一脈沖計數(shù)值為所述第二脈沖計數(shù)值的二分之一，則判定所述下一個輸入封 包為所述第二標(biāo)志封包。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(h)包括下列步驟閂鎖所述正差動訊號的第四個下降緣后的第一至第四位產(chǎn)生一封包辨識元；以及 若所述正差動訊號在所述封包辨識元中為“0010”，則判定所述下一個輸入封包為所述 下一個訊框起始標(biāo)志封包。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(e)包括當(dāng)所述計數(shù)值大于所述 參考值時，降低所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，當(dāng)所述計數(shù)值小于所述參考值時，增加所述 內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，更包括倍頻所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率。
13.一種校正USB裝置頻率的電路，所述USB裝置包含一內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器以產(chǎn)生一時 鐘脈沖，其特征在于所述電路包括一計數(shù)器，用以計數(shù)所述時鐘脈沖的脈沖數(shù)量；一第一檢測單元耦接所述計數(shù)器，檢測一輸入數(shù)據(jù)串行中的封包結(jié)尾以初始化所述計 數(shù)器；一第二檢測單元耦接所述計數(shù)器，辨識所述數(shù)據(jù)串行中的標(biāo)志封包，以檢測所述數(shù)據(jù) 串行中的訊框起始標(biāo)志封包產(chǎn)生一觸發(fā)信號使所述計數(shù)器開始計數(shù)，以及檢測所述數(shù)據(jù)串 行中的下一個訊框起始標(biāo)志封包以結(jié)束所述觸發(fā)信號使所述計數(shù)器產(chǎn)生一計數(shù)值；以及一校準(zhǔn)編碼單元耦接在所述計數(shù)器與所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器之間，比較所述計數(shù)值與 一參考值產(chǎn)生一校準(zhǔn)訊號調(diào)整所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，使所述計數(shù)值與所述參考值 相等。
14.如權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，所述第二檢測單元檢測一負(fù)差動訊號的第一至第四個上升緣。
15.如權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，更包括一第二計數(shù)器位于所述第二檢測 單元中，以計數(shù)所述時鐘脈沖在所述第一個上升緣與第三個上升緣之間的脈沖數(shù)量，以及 所述時鐘脈沖在所述第一個上升緣與第四個上升緣之間的脈沖數(shù)量。
16.如權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器因應(yīng)所述第四個 上升緣產(chǎn)生一封包辨識元。
17.如權(quán)利要求16所述的電路，其特征在于，所述封包辨識元包括所述第四個上升緣 后的第一至第四個位。
18.如權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，所述第二檢測單元檢測一正差動訊號的 第一至第四個下降緣。
19.如權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，更包括一第二計數(shù)器位于所述第二檢測 單元中，以計數(shù)所述時鐘脈沖在所述第一個下降緣與第三個下降緣之間的脈沖數(shù)量，以及 所述時鐘脈沖在所述第一個下降緣與第四個下降緣之間的脈沖數(shù)量。
20.如權(quán)利要求18所述的電路，其特征在于，所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器因應(yīng)所述第四個 下降緣產(chǎn)生一封包辨識元。
21.如權(quán)利要求20所述的電路，其特征在于，所述封包辨識元包括所述第四個下降緣 后的第一至第四個位。
22.如權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，更包括一鎖相回路連接所述內(nèi)部可校準(zhǔn) 振蕩器以倍頻所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率。
全文摘要
一種校正USB裝置頻率的方法，其特征在于所述方法包括下列步驟(a)檢測一輸入數(shù)據(jù)串行中的封包結(jié)尾以初始化一計數(shù)器；(b)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的一輸入封包以辨識所述輸入封包是否為一標(biāo)志封包，若所述輸入封包為一標(biāo)志封包，則進(jìn)行步驟(c)，否則回到步驟(a)；(c)辨識所述輸入封包是否為一訊框起始標(biāo)志封包，若所述輸入封包為一訊框起始標(biāo)志封包，則觸發(fā)所述計數(shù)器開始計數(shù)所述時鐘脈沖的脈沖數(shù)量，否則回到步驟(a)；(d)檢測所述數(shù)據(jù)串行中的下一個訊框起始標(biāo)志封包，以閂鎖所述計數(shù)器產(chǎn)生一計數(shù)值；以及(e)比較所述計數(shù)值與一參考值以調(diào)整所述內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器的頻率，使所述計數(shù)值與所述參考值相等。
文檔編號G06F13/42GK102063402SQ20091022091
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者吳伯豪, 唐春安, 江宗殷, 王俊淇 申請人:義隆電子股份有限公司