具有减少的建立时间的全数字锁相环(adpll)的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本申请的各个实施例涉及具有减少的建立时间的全数字锁相环(ADPLL)。
【背景技术】
[0002] ADPLL目前的技术方案可能使用时间间隔来调整各种锁定状态。在建立时间期间， 在相位和频率中都可能发生干扰。由于这些干扰，在建立时间期间不能使用PLL的输出信 号。
【发明内容】
[0003] 各种实施例简单总结如下。在以下
【发明内容】
中可能作了一些简化和省略，其目的 是强调和介绍各种实施例的一些方面，但并不是为了限制本发明的内容。在以下部分的各 个实施例的详细描述将实本领域技术人员能够制造和使用本发明的思想。
[0004] 各种实施例涉及非临时性介质，该非临时性介质由用于执行减少锁相环(ADPLL) 的建立时间的方法的指令编码。非临时性介质包括:在处理器中用于计算的指令，用于在处 理器中通过基于DCO的运行参数查询频率来计算用于数字控制振荡器(DCO)的频率;用于将 所计算的频率与所测量的频率进行比较的指令;和用于基于该比较补偿ADPLL以减少建立 时间的指令。
[0005] 在各种实施例中，D⑶可能由多个电容器组控制。多个电容器组可能包括工艺电压 温度(PVT)组，合并(ACQ)组，和跟踪(TR)组。可能具有用于在TR组的两个最小可能步长之间 设定期望频率的指令。可能具有用于设定用于TR组的阈值的指令。用于确定TR组是否超过 所存储的阈值的指令。以及当TR组即将超过所存储的阈值时用于交换组之间的电容器的指 令。还可能具有用于在TR组和ACQ组之间交换电容器的指令以及用于在ACQ组和PVT组之间 交换电容器的指令。用于计算的指令可能使用二进制或线性查找。可能还具有用于基于DCO 频率测量环境温度和标准温度之间的差异的指令;用于存储在标准温度下的DCO频率的指 令;和用于将在环境温度下的DCO频率与所存储的DCO频率进行比较的指令。
[0006] 另外，各种实施例涉及硬件设备包括：网络接口；存储设备；和与接口存储器设备 通信的处理器，处理器被配置为通过基于DCO的运行参数查找频率来计算用于数字控制振 荡器(DCO)的频率，将所计算的频率与所测量的频率相比较，并且基于该比较补偿ADPLL以 减少建立时间。
[0007] 在各种实施例中，D⑶可能配置为由多个电容器组控制。多个电容器组可能包括工 艺电压温度(PVT)组，合并(ACQ)组，和跟踪(TR)组。处理器可能被配置为在TR组的两个最小 可能步长之间设定期望频率。设定用于TR组的阈值，确定TR组是否超过所存储的阈值。以及 当TR组即将超过所存储的阈值时用于交换组之间的电容器。处理器也可能被配置为在TR组 和ACQ组之间交换电容器或者在ACQ组和PVT组之间交换电容器。处理器可能还被配置为基 于DCO频率测量环境温度和标准温度之间的差异。存储在标准温度下的DCO频率，和将环境 温度下的DCO频率与所存储的DCO频率相比较。
【附图说明】
[0008] 为了更好地理解各种实施例，参考以下附图，其中：
[0009] 图1示出了用于ADPLL的调谐图；
[0010]图2示出了改进的ADPLL的第一个实施例；
[0011] 图3示出了DCO的示例性示意图；
[0012] 图4示出了用于ADPLL的改进的调谐图；和
[0013] 图5示出了改进的ADPLL的第二个实施例。
[0014] 为了便于理解，相同的参考数字用于表示具有基本相同或相似的结构和/或基本 相同或相似的功能的元件。
【具体实施方式】
[0015] 说明书和附图示出了本发明的原理。可以理解的是，本领域技术人员可以设计包 含在本申请范围内的本申请的原理的各种具体布置，虽然这些具体布置没有在本文中明确 记载或示出。而其，这里记载的所有例子主要是为了教导作用以帮助读者理解本发明的原 理以及发明人在技术进步上所贡献的思想，它不是为了限制为这些具体记载的实施例和条 件。另外，本文用的术语"或者"指的是非排他的（即，和/或），除非另外指出（如"要不然"或 "或替代地"）。这里记载的各种实施例不一定是互相排斥的，因为一些实施例可以与一个或 更多其他实施例相结合以形成新的实施例。本文中所使用的术语"上下文"和"上下文对象" 将被理解为是相同的，除非另有指出。
[0016] 图1示出了用于ADPLL的调谐图。用于锁定的时间大约是6〇ys。由于在锁定前的建 立阶段期间在相位和频率中的干扰，ADPLL的输出信号不能用作射频信号的接收。对于模拟 PLL，接收机的输出将被干扰太多，而对于数字PLL，将会发生输出丢失。因此，可能破坏 ADPLL的锁定。
[0017]以下描述多个实施例，这些实施例可能计算用于ADPLL的建立阶段的设置。另外， 基于数字控制振荡器(DCO)可能具有不同水平的控制精度的事实，可能形成迭代计算。
[0018] 图2示出了改进的ADPLL 200的第一个实施例。ADPLL 200包括数字控制振荡器 (DCO)模型设备210、斜坡发生器220、滤波器230、TDC 240、分频器250、和DCO 260。以下将详 细描述这些设备。
[0019] DCO模型设备210接收频率控制字(FCW)信号作为输入。基于FCW信号，它产生工艺 电压温度(PVT)信号和合并(ACQ)信号。PVT和ACQ信号接着被用于校准。DCO模型设备210也 将FCW信号的副本发送到斜坡发生器220的加法器。
[0020] 斜坡发生器220接收来自DCO模型设备210的FCW信号和反馈相位信号的组合作为 输入信号。接着，斜坡发生器220以基准频率f ref采样该输入信号，并且以这种方式产生参考 相位，Φμ JCW信号可能被添加到寄存器每个fW周期的内容中。特别地，斜坡发生器220可 能通过随着时间积分FCW信号来产生参考相位Φ rrf。
[0021] 在一个示例性的实施例中，每个寄存器可能通过若干比特来呈现数字。FCW信号的 应用导致寄存器的内容以梯形形状增加。寄存器的值可能继续增加直到达到最大可表示的 数字，这由寄存器的比特宽度限定。接着寄存器被"翻过来"。翻过来之后，寄存器的内容是 寄存器内容和FCW信号之和的模值，除以由寄存器的比特宽度或者比寄存器的比特宽度限 定的最大计数小的任何其它最大设定值限定的最大数。
[0022] 例如，斜坡可能并应用到加法器。接着加法器减去来自参考相位的反馈相位。因 此，反馈相位与输入相位相比较。参考和反馈相位之间的差异是用于环的控制信号。接着反 馈环将参考相位Φμ发回到加法器，从而可以将其与FCW信号结合以产生用于斜坡发生器 220的输入信号。
[0023] 滤波器230从加法器接收参考相位Φμ和反馈信号φν的结合作为输入信号。在线 性控制的情况下，这可能是参考和反馈相位之间的差。其它方法可能被用于比较信号。滤波 器230可能基于在各个参考周期期间的相位差产生新的TR用于DC0。
[0024]时间数字转换器(TDC)240接收来自DCO 260的DCO输出信号(LO)作为输入。所接收 的信号可能是本地振荡器(LO)信号。接着TDC 240将输入信号的相位与参考频率fref的相位 相比较以产生输出Phff JDC240可能提高相位测量的精度，例如，通过测量在DCO周期内基 准边的位置。
[0025] 分频器250从DCO 260接收DCO输出信号并产生phfi作为输出。Phff和phfi结合导致 Φ V O
[0026] DCO 260从DCO模型设备210接收PVT和ACQ信号作为输入。DC0260接收TR信号，TR信 号结合来自DCO模型设备210和滤波器230的信号。DCO 260可能是由多个电容器组控制的电 感电容（LC)振荡器。电容器组可能包括PVT组，ACQ组和TR组。基于PVT、ACQ和TR信号，D⑶ 260产生输出，该输出可能是本地振荡器(LO)信号。
[0027] 图3示出了DCO 300的示例性示意图。DCO 300可能包括电源310、电感对320、PVT电 容器组330、ACQ电容器组340、TR电容器组350、晶体管对360、电感370和