专利名称：时钟脉冲产生器,特别是用于usb装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一时钟脉冲产生器单元，其特别用于USB装置。根据USB应用中，数据传输速率的特别精确度必须遵守。在全速模式时，需要±0.25％的精确度。此一精确度仅可由时钟脉冲的精确度而达成；所用的时钟脉冲因此必须具有如此高位准的精确度。但USB总线不含明确的时钟脉冲线。每一装置因此需要能由其本身产生时钟脉冲。如时钟脉冲的精确度无法达到，装置与USB无法兼容。
背景技术：
时钟脉冲信号通常利用在芯片上电路产生，并可达到±3％的精确度。为增加精确度，已知方式为使用额外的晶体。此种晶体振荡器系由“Tietze，SchenkHalbleiter-Schaltungtechnik(半导体电路)，揭示于SpringerVerlag 1999，11期，910页”。此情形下，晶体模块的形式为外部组件。在许多应用中，所有模块均在一芯片上甚为必需及理想。当利用一外部晶体时，芯片上需要二额外之销，此举甚不理想并且成本高。另一问题为晶体的尺寸，因为在晶体卡中，厚度为800μm不可超过。以一晶体，此等规格无法办到。
发明内容
因此，本发明的目的为提供一时钟脉冲产生单元，其可产生一具有高精确度的时钟脉冲信号，但不需要一晶体模块。
此一目的由一时钟脉冲产生器而达成，其具有-一内部时钟脉冲产生器，其以内部时钟脉冲频率产生时钟脉冲，该频率较一稳定的时钟脉冲信号的标称时钟脉冲频率为高或相等，-一脉冲数目内存，其可储存同步信号的前脉冲间产生的时钟永冲的数目的实际值，及
-一脉冲滤波器，其利用储存在脉冲数目内存中的数目及时钟脉冲的规定标称数目，以证实需要自产生的时钟脉冲信号中滤波的脉冲数目，该滤波器将产生的时钟脉冲信号滤波，俾与标称数目对应的时钟脉冲数目可取出作为稳定时钟脉冲信号。
本新颖的时钟脉冲产生器单元的工作方式，系根据USB规格以正常周期如全速模式的毫秒所传输的同步脉冲，以此同步脉冲频率，较所需的数据传输率具有更高的精确位准。同步信号脉冲见的固定间隔及理想标称频率作为基础以规定在同步信号的二脉冲间，时钟脉冲产生器需产生若干时钟脉冲。将脉冲的标称数目与二先前同步脉冲间的实际脉冲数目加以比较，可知实际时钟脉冲频率与标称时钟脉冲频率的差异为何。自妹物产生的时钟脉冲信号出过多的脉冲，实际时钟脉冲频率可降低为标称时钟脉冲频率。
在一优异改良中，不仅评估的二先前同步信号间脉冲的数目，甚至在复数个周期之间形成一平均。此举可使跳动的频率范围进一步降低。
其一优点为本新颖时钟脉冲产生器与诸如计数，温度或功率消耗等参数无关。因此，可不用昂贵的措施以遵守制造容差。
根据USB规格，同步信号的精确度较所需的稳定时钟脉冲频率的精确度高出五个因子。结果，可留下较大范围的改变以供调谐组件。
以精确度而言，如稳定时钟脉冲信号为内部稳定时钟脉冲信号，其频率较作业时钟脉冲信号的标称时钟脉冲频率的偶数比值为高，亦甚为优异。在此情况下，备有一分频器以便自内部稳定时钟脉冲信号的预定标称时钟脉冲频率产生作业时钟脉冲信号。
如脉冲内存的值及/或自一同步译码器的输出信号，及/或自信号译码器输出信号均回输至内部时钟脉冲产生器亦为另一优点，此举可使内部时钟脉冲产生器的频率得以重新调整。
本发明的其它细节及改良规定在从属权利要求中。
本发明将参考以下范例实施例子以详细说明。图中图1显示根据USB标准的二装置的连接，
图2显示以方块图方式的时钟脉冲产生器单元的第一个简单范例实施例，图3显示以方块图方式的图2的时钟脉冲产生器单元的第二个详细范例实施例。
具体实施例方式
如图1所示的USB连接，二装置之间，其中的一被称为USB主装置1，另一称为USB装置2。USB主装置1的角色由PC或一HUB担任。例如以HUB而言，一键盘，一鼠标，扫描仪或芯片卡用以作为USB装置2。除一5V连接及一接地外，备有二个资料线D+及D-。经此二数据线D+及D-，数据流在USB主机1与USB装置2之间流动。视USB装置2的功率需求的大小而定，电压由总线连接或另一电压供应提供。
根据USB规格，未备有时钟脉冲线。因此每一USB装置必须有一独立的时钟脉冲产生器，如本文的简介所述，需要满足精确度的高要求。为使USB主机1与USB装置2间的同步，USB主机1发出1ms间隔的全速模式同步信号。此同步信号在全速模式的精确度为0.05％。
图2说明USB装置2的时钟脉冲产生器单元，其利用进入的高度精确同步信号以处理内部产生的时钟脉冲信号料传输率的必要高度精确度。
一内部时钟脉冲产生器11产生一不稳定时钟脉冲信号12，其频率较高于理想稳定频率。为自不稳定时钟脉冲信号12获得一稳定时钟脉冲信号13，脉冲滤波器14抑制各别脉冲。为获得关于需要抑制若干脉冲的信息，在同步信号16的二脉冲间产生的不稳定时钟脉冲信号12的脉冲数目加以计算，并与标称脉冲数目比较。
一同步译码器15将自数据线D+及D-上的输入信号3中的同步信号16译码。同步信号15的脉冲再设定一脉冲计数器17。随后由不稳定时钟脉冲信号12子以增量。同时，脉冲计数器17被再没定，现在的计数器的读数被写入一脉冲数内存18中。脉冲数内存中的值则说明二先前同步脉冲16之间产生的时钟脉冲12的数目。脉冲数内存18连接至脉冲滤波器14，俾脉冲滤波器14可评估标称脉冲数与最后周期产生的脉冲数间的差异的大小。此脉冲数自内部时钟脉冲信号中滤出。如内部时钟脉冲产生器11的时钟脉冲频率在二同步信号期间保持不变，脉冲滤波器14的输出频率则确实对应第二周期的标称频率。
在一有益形式中，自脉冲滤波器14的输出信号，即稳定的时钟脉冲信号13较所需的时钟脉冲信号20高甚多，并与其成偶数比值。一分频器19于是获得最需要的作业时钟脉冲信号20；在USB全速时其频率为12MHz。稳定时钟脉冲冲信号的标称频率如分频器19以4∶1的比值实施，则为48MHz。12MHz的作业信号20于是供应至同步译码器15及至数据信号译码器21。
为澄清本发明，将采取进一步的上述的数字举例。如不稳定时钟脉冲信号12的频率具有3％的向上差异，产生的频率为49.44MHz。在1ms的同步信号周期期间，将产生49440个时钟脉冲信号，而标称时钟脉冲数目为48000，频率为48MHz。准此，在同一间隔，1440个脉冲需要被抑制。在此情况下，每一第34个脉冲因此必须滤掉。
数据信号译码器21于是利用12MHz的标称时钟脉冲频率，将经由线D+及D-所加的输入信号3译码，及将其输出作为译码后输出信号22供进一步处理。
利用相同稳定的时钟脉冲频率12MHz将数据发出。
图3中的详细范例实施例中，一内部时钟脉冲产生器31为可再调整型式。利用同步信号16及储存在脉冲数目内存18中的值，或利用自数据信号译码器21的输出信号，内部时钟脉冲产生器31产生的频率可被微调。意即该不稳定时钟脉冲信号12与稳定时钟脉冲信号13间的差异较外设定小许多。
改进控制响应的另一方式不仅涉及评估以前同步信号周期中的脉冲数目，并且须评估在复数个以前周期中的平均的形成。意即脉冲数目的极大值为较小。
本发明并不受限于USB全速模式，亦可应用于低速模式。但，所需的精确度此时为1.5％，此精确度较容易获得。
此外，本发明可应用在其它应用中，条件为必须有足够精确度的同步信号。
权利要求
1.一种时钟脉冲产生器单元，具有一内部时钟脉冲产生器(11；31)，其以内部时钟脉冲频率产生时钟脉冲(12)，该频率较稳定时钟脉冲信号的标称时钟脉冲频率为高或相等，一脉冲计数器(17)，其连接至内部时钟脉冲产生器(11；31)，及可由同步信号(16)设定为一开始值，一脉冲数目内存(18)，其可储存在同步信号(16)的先前脉冲间产生的时钟脉冲的数目，作为一实际值，及一脉冲滤波器(14)，其利用储存在脉冲数目内存(18)中的数目及时钟脉冲的规定标称数目，以证实产生的时钟脉冲信号(12)必须滤掉的脉冲数目，及将产生的时钟脉冲信号(12)滤波俾与标称数目对应的时钟脉冲数目可被中间抽头作为稳定的时钟脉冲信号(13)。
2.如权利要求1所述的时钟脉冲产生器单元，其特征在于，该脉冲数目内存(18)包含在同步信号(16)的复数个先前脉冲之间产生的时钟脉冲的数目。
3.如权利要求1所述的时钟脉冲产生器单元，其特征在于，该脉冲数目内存(18)包含在同步信号(16)的复数个先前脉冲之间产生的时钟脉冲的平均数目。
4.如权利要求1所述的时钟脉冲产生器单元，其特征在于，该同步信号(16)由同步译码器(15)自输入信号(3)证实，及稳定的时钟脉冲信号(13)连接至同步译码器(15)。
5.如权利要求1所述的时钟脉冲产生器单元，其特征在于，该同步信号(16)为根据USB规格提供的同步信号。
6.如权利要求1所述的时钟脉冲产生器单元，其特征在于，在脉冲滤波器(14)的输出的稳定时钟脉冲频率(13)较作业时钟脉冲信号(20)的所需标称频率在偶数比值上为高，提供一分频器(19)，其自脉冲滤波器(14)输出的稳定时钟脉冲信号(13)分频以产生作业时钟脉冲信号(20)。
全文摘要
本发明涉及时钟脉冲产生器，特别是用于USB装置。根据USB规格，数据传输率需要0.25％的精确度。为产生达到此精确度的时钟脉冲信号，本发明使用一不需要晶体的时钟脉冲产生单元。该新颖的时钟脉冲产生单元有一内部时钟脉冲产生器(11)，一脉冲计数器(17)连接至内部时钟脉冲产生器(11)，一脉冲数目内存(18)及一脉冲滤波器(14)。该脉冲记数器计算同步信号(16)的二脉冲之间内部产生的时钟脉冲数目，再以USB规格传输。证实脉冲数目与标称脉冲数目间的差异加以评估，并用以控制脉冲抑制脉冲滤波器(14)。此举可导致一稳定的时钟脉冲信号(13)。
文档编号G06F1/04GK1449516SQ01814650
公开日2003年10月15日 申请日期2001年8月21日 优先权日2000年8月25日
发明者M·布鲁恩克, V·普雷斯, U·维德尔 申请人:因芬尼昂技术股份公司