专利名称：一种时钟分频的方法及其实现电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及时钟分频技术，特别涉及对时钟脉冲的一种分数分频方法及其实现电路。
背景技术：
随着通讯设备功能的不断增强，其复杂度也不断增加，因此，对系统时钟进行稳定可靠的分配和管理就成为系统稳定性的一个关键点。在现有技术中，传统的系统时钟单元设计采用多个锁相环(PLL)来解决系统所需的多种频率时钟的问题，参见图1所示锁相环电路框图，利用该电路中的分频器1和分频器2能够对参考时钟进行整数倍的分频，采用此种方法，很容易得到参考时钟整数倍分之一的时钟，但如果想要能得到系统所需的任意频率时钟，则需要繁琐的算法以及复杂的分频过程，由于需要多个锁相环进行分频，电路设计将相当复杂，且模拟、数字电路混合设计，增加了本身就非常复杂的通讯设备的不稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种时钟分频方法，使其能实现对源时钟进行分频以得到任意频率的时钟。
本发明的另一目的在于提供一种分数分频电路，在简化系统时钟分频电路设计的同时，完成对系统时钟分频，且实现简单。
所谓分数分频是通过一种特殊的分频电路实现的，在此电路中，分频比按照某种规律不停地变化，从长期的角度来看，对源时钟进行多次有规律的分频就相当于对源时钟进行了平均分频数的分频，所谓平均分频数就是分频总数除以分频总次数得到的数值，这就是分数分频。举例来说，对源时钟进行1次8分频，3次9分频，如此循环下去，则从整个过程的角度来看，相当于对源时钟进行了 分频，即该过程的平均分频数。同理，在其它的分频过程中，也可以通过此种方法对源时钟进行任意分频，以得到任意频率的时钟。
本发明的时钟分频方法具体包括以下步骤a.根据当前源时钟频率和用户需求的目标时钟频率计算出至少两个对源时钟进行分频的模值及每个模值的分频次数；b.通过对步骤a所述的以每个模所进行的分频分别进行计数，并按照步骤a所述的分频次数进行控制，得到目标时钟。
其中，源时钟频率与目标时钟频率比值的整数部分等于1时，所述步骤a包括a11.计算出当前源时钟频率与用户需求的目标时钟频率的差值，计算当前源时钟频率与此差值的比值，取该比值的整数部分为第一分频模值，将该比值的整数部分加上预先设定的正整数，得到第二分频模值；a12.取步骤a11所述比值的分数部分，用步骤a11中所述预先设定的正整数减去此分数，将所得结果除以此分数，得到一分数形式结果；a13.将步骤a12所述分数形式结果的分子分母进行约分，所得分子设定为步骤a11所述第一分频的分频次数，所得分母设定为步骤a11所述的第二分频的分频次数。
其中，在步骤b中所述得到目标时钟为用所述输出脉冲在源时钟的下降沿上均匀扣除源时钟。
其中，该方法进一步包括触发器使输出脉冲相对于源时钟的下降沿上延时固定时间。
其中，源时钟频率与目标时钟频率的比值的整数部分大于1时，所述步骤a包括a21.计算当前源时钟频率与用户需求的目标时钟的频率的比值，取该比值的整数部分为第一分频模值，将该比值的整数部分加上预先设定的正整数，得到第二分频模值；a22.取步骤a21所述比值的分数部分，用步骤a21中所述的预先设定的正整数减去此分数，将所得结果除以此分数，得到一分数形式结果；a23.将步骤a22所述分数形式结果的分子分母进行约分，所得分子为步骤a21所述的第一分频的分频次数，所得分母为步骤a21所述的第二分频的分频次数。
在本发明中，时钟分频电路包括模可置计数器，用于对输入的源时钟进行模分频，输出目标时钟，并在每次模分频后，向模乒乓计数器输出一个计数脉冲；模乒乓计数器，用于根据对输入的计数脉冲计数来控制模选择信号发生电平的翻转；模选择器，用于根据模选择信号选定预先设定的模值，并将选定模值输入模可置计数器。
其中，来自系统的帧脉冲信号直接输入所述模可置计数器和模乒乓计数器的复位端。
其中，所述乒乓计数器中设置有通过源时钟频率和目标时钟频率计算所得的至少两个分频次数；所述模选择器中设置有通过源时钟频率和目标时钟频率计算所得的至少两个模分频的模值。
可见，在本发明中，利用固定的计算方法预先计算得到分频值和其所对应的分频次数，将得到的这些数据预先设定到实现电路中的模选择器和模乒乓计数器中，实现电路中的模可置计数器对输入的源时钟进行模值分频，乒乓计数器控制模值分频的次数，如此，模可置计数器即可输出所需的时钟。该方法通过分数分频的方法得到系统所需的任意频率的时钟，且该方法的实现电路设计简单，简化了系统时钟单元的设计，降低了系统成本。
图1为传统的锁相环电路框图。
图2为本发明的分数分频电路原理图。
图3为本发明中扣脉冲时序图。
具体实施例方式
本发明通过计算得到分数分频过程中的分频数及其分频次数，将得到的这些参数数值输入分数分频电路的相应器件中，分数分频电路在这些参数的控制下对源时钟进行分频，并输出得到所需时钟频率。
该方法的具体实现是a.根据当前源时钟频率和用户需求的目标时钟频率计算出至少两个对源时钟进行分频的模值及每个模值的分频次数；b.通过对步骤a所述的以每个模所进行的分频分别计数，并按照a所述的分频次数进行控制，得到目标时钟。
下面参见附图和具体实施例，对本发明进行详细地描述在本发明实例中，输入源时钟频率为f0，所需时钟频率为fx，设定f0与fx的比值为k，即k＝f0/fx(1)当k的整数部分大于1时，取k的整数部分为m，计算并得到m+1，由此得到对源时钟进行分频的第一、第二分频模值。取k的分数部分为n，利用公式(2)计算得到一个分数形式的计算结果1-nn---(2)]]>将该计算结果的分子分母进行约分，所得分子即为m的分频次数a，所得分母即为m+1的分频次数b。其中，m还可以加上预先设定的任意一个正整数得到第二分频模值，相应的，在公式(2)中，分子部分需要用该正整数减去n进行计算。
当k的整数部分为1时，本方法通过公式(3)计算得到fyfy＝f0-fx(3)在此处，将直接获得fx转换为通过fy间接获得，其中，fy作为对源时钟进行扣脉冲的置零脉冲。参见图3所示的扣脉冲时序图，在本实施例中，在源时钟的下降沿位置产生频率为fy的置零脉冲，用该脉冲去扣除源时钟脉冲，从而得到所需时钟fx，其中，在产生置零脉冲的过程中，利用触发器使置零脉冲相对与源时钟的下降沿延长固定的一段时间，以避免扣脉冲过程中毛刺的产生。因此，fy即为上述分数分频计算方法中的fx，以下步骤按照上述的计算方法计算得到参数值m、m+1、a和b。
参见图2所示，本发明的分数分频电路原理图，将计算得到的参数值a和b置于所示电路中的模乒乓计数器中，将参数值m和m+1置于模选择器中。
在该电路中，至少包括模可置计数器、模乒乓计数器和模选择器，其中，模可置计数器中的模值可以进行切换，模乒乓计数器中预先设定了分数分频过程中m分频的次数a和m+1分频的次数b，模选择器中预先设定了分数分频过程中的两个分频值m和m+1；以上两个计数器以源时钟为工作时钟，以来自系统的帧脉冲信号输入其复位端，以使产生的所需时钟的相位与其它分频电路产生的所需时钟相位一致。
源时钟脉冲输入模可置计数器，该模可置计数器用当前模值m对源时钟脉冲进行分频，每进行一次分频，该模可置计数器输出一个计数脉冲至模乒乓计数器，在本实施例中，该计数脉冲为计数满溢出脉冲，在该模乒乓计数器中，当输入到该模乒乓计数器的满溢出脉冲发生a次后，该模乒乓计数器输出的模选择信号电平发生翻转，该模选择信号输入模选择器，该模选择器将当前模值m切换为另一模值m+1，模选择器将该模值输入到模可置计数器中，将模可置计数器模值的模值切换为m+1，模可置计数器以m+1为模对源时钟脉冲进行分频，同理，每进行一次分频输出一个计数满溢出脉冲到模乒乓计数器，当该计数满溢出脉冲发生b次后，模乒乓计数器输出的模选择信号电平发生翻转，使得模选择器输出的模值由m+1切换到m，实现对模可置计数器模值的切换，...，如此往复，模可置计数器输出经过分数分频得到的所需时钟。
在本发明实例中，根据源时钟频率和所需时钟频率，利用固定的计算公式(1)～(3)预先计算得到两个分频值和这两个分频值分别对应的分频次数。在具体实现电路中，用模可置计数器实现对源时钟的分频，模乒乓计数器控制模可置计数器的两个模置各自的分频次数，并通过输出的模选择信号的电平翻转控制模选择器的输出模值，实现模可置计数器两个模置的往复切换，模可置计数器对源时钟进行a次m分频和b次m+1分频，如此，得到所需时钟。该方法成功实现了对源时钟的分频，且电路实现简单，大大简化了系统时钟的设计。
权利要求
1.一种时钟分频的方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤a.根据当前源时钟频率和用户需求的目标时钟频率计算出至少两个对源时钟进行分频的模值及每个模值的分频次数；b.通过对步骤a所述的以每个模所进行的分频分别进行计数，并按照步骤a所述的分频次数进行控制，得到目标时钟。
2.根据权利要求1所述的时钟分频方法，其特征在于源时钟频率与目标时钟频率比值的整数部分等于1时，所述步骤a包括a11.计算出当前源时钟频率与用户需求的目标时钟频率的差值，计算当前源时钟频率与此差值的比值，取该比值的整数部分为第一分频模值，将该比值的整数部分加上预先设定的正整数，得到第二分频模值；a12.取步骤a11所述比值的分数部分，用步骤a11中所述预先设定的正整数减去此分数，将所得结果除以此分数，得到一分数形式结果；a13.将步骤a12所述分数形式结果的分子分母进行约分，所得分子设定为步骤a11所述第一分频的分频次数，所得分母设定为步骤a11所述的第二分频的分频次数。
3.根据权利要求2所述的时钟分频方法，其特征在于在步骤b中所述得到目标时钟为用所述输出脉冲在源时钟的下降沿上均匀扣除源时钟。
4.根据权利要求3所述的时钟分频方法，其特征在于该方法进一步包括触发器使输出脉冲相对于源时钟的下降沿上延时固定时间。
5.根据权利要求1所述的时钟分频方法，其特征在于源时钟频率与目标时钟频率的比值的整数部分大于1时，所述步骤a包括a21.计算当前源时钟频率与用户需求的目标时钟的频率的比值，取该比值的整数部分为第一分频模值，将该比值的整数部分加上预先设定的正整数，得到第二分频模值；a22.取步骤a21所述比值的分数部分，用步骤a21中所述的预先设定的正整数减去此分数，将所得结果除以此分数，得到一分数形式结果；a23.将步骤a22所述分数形式结果的分子分母进行约分，所得分子为步骤a21所述的第一分频的分频次数，所得分母为步骤a21所述的第二分频的分频次数。
6.一种分频电路，其特征在于该电路包括模可置计数器，用于对输入的源时钟进行模分频，输出目标时钟，并在每次模分频后，向模乒乓计数器输出一个计数脉冲；模乒乓计数器，用于根据对输入的计数脉冲计数来控制模选择信号发生电平的翻转；模选择器，用于根据模选择信号选定预先设定的模值，并将选定模值输入模可置计数器。
7.根据权利要求6所述的分频电路，其特征在于来自系统的帧脉冲信号直接输入所述模可置计数器和模乒乓计数器的复位端。
8.根据权利要求6所述的分频电路，其特征在于所述乒乓计数器中设置有通过源时钟频率和目标时钟频率计算所得的至少两个分频次数；所述模选择器中设置有通过源时钟频率和目标时钟频率计算所得的至少两个模分频的模值。
全文摘要
本发明公开了一种时钟分频的方法，该方法包括以下步骤a)根据当前源时钟频率和用户需求的目标时钟频率计算出至少两个对源时钟进行分频的模值及每个模值的分频次数；b)通过对步骤a所述的两个模进行计数，并按照a所述的分频次数进行控制，得到目标时钟。本发明还同时公开了一种分频电路，该电路至少包括模可置计数器、模乒乓计数器和模选择器，模乒乓计数器中有计算得到的分频次数，模选择器中有计算得到的模可置计数器中的模值，模选择器和模乒乓计数器控制模可置计数器对源时钟进行分频，输出得到目标时钟。采用该时钟分频方法及电路能得到任意频率的时钟，其实现简单方便。
文档编号H03L7/00GK1485985SQ0213102
公开日2004年3月31日 申请日期2002年9月24日 优先权日2002年9月24日
发明者崔秀国 申请人:华为技术有限公司