[发明专利]使用充电时间测量单元进行的对嵌入式微控制器振荡器的精确板上调谐

权利要求书

1.一种具有频率可调谐内部时钟振荡器的集成电路装置，所述频率可调谐内部时钟振荡器具有通过使用充电时间测量单元CTMU自动维持的精确频率，所述集成电路装置包括：

充电时间测量单元CTMU，其具有已知值电容器及已知值恒定电流源；

频率可调谐时钟振荡器，其以一频率将时钟信号供应到所述CTMU；

模/数转换器ADC，其耦合到所述CTMU；以及

数字处理器，其具有存储器，所述数字处理器耦合到所述CTMU、所述频率可调谐时钟振荡器及所述ADC，其中

在检测到所述时钟信号的指示其周期的开始的第一逻辑转变之后，所述数字处理器即刻致使所述CTMU开始用所述已知值恒定电流源对所述已知值电容器充电，

在检测到所述时钟信号的指示其所述周期的结束的第二逻辑转变之后，所述CTMU即刻停止对所述电容器充电，

所述ADC对所述电容器上的电压进行取样并将所述电压转换为数字电压值，

所述数字处理器从所述ADC读取所述数字电压值并将此数字电压值转换成周期时间值，

所述数字处理器将所述周期时间值与参考周期时间值进行比较，其中：

如果所述周期时间值大于所述参考周期时间值，那么所述数字处理器致使所述频率可调谐时钟振荡器增加其所述频率，

如果所述周期时间值小于所述参考周期时间值，那么所述数字处理器致使所述频率可调谐时钟振荡器减小其所述频率，且

如果所述周期时间值与所述参考周期时间值实质上相同，那么不改变所述频率可调谐时钟振荡器的所述频率。

2.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述周期时间值表示多个时钟信号周期的时间值。

3.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述CTMU包括：

恒定电流源；

电流引导开关，其耦合到所述恒定电流源；

所述电容器耦合到所述电流引导开关，其中在所述电流引导开关将所述恒定电流源耦合到所述电容器时，所述电容器上的所述电压在时间上实质上线性增加；以及

用于控制所述电流引导开关的电路，其中所述电流引导开关在检测到所述时钟信号的所述第一逻辑转变之后即刻将所述电容器耦合到所述恒定电流源，且在检测到所述时钟信号的第二逻辑转变之后即刻将所述电容器与所述恒定电流源解耦。

4.根据权利要求3所述的集成电路装置，其中用于控制所述电流引导开关的所述电路包括：

第一触发器，其具有耦合到所述时钟信号的正边缘触发时钟输入及耦合到所述数字处理器的复位输入；

反相器，其具有耦合到所述时钟信号的输入；

第二触发器，其具有耦合到所述反相器的输出的正边缘触发时钟输入及耦合到所述数字处理器的复位输入；以及

“与”门，其具有耦合到所述第一触发器的Q输出的第一输入、耦合到所述第二触发器的非Q输出的第二输入及耦合到所述电流引导开关的控制输入的输出；

其中所述数字处理器对所述第一触发器及所述第二触发器进行复位。

5.根据权利要求3所述的集成电路装置，其中用于控制所述电流引导开关的所述电路包括：

除N分频器，其具有耦合到所述时钟信号的输入；

第一触发器，其具有耦合到所述除N分频器的输出的正边缘触发时钟输入及耦合到所述数字处理器的复位输入；

反相器，其具有耦合到所述除N分频器的所述输出的输入；

第二触发器，其具有耦合到所述反相器的输出的正边缘触发时钟输入及耦合到所述数字处理器的复位输入；以及

“与”门，其具有耦合到所述第一触发器的Q输出的第一输入、耦合到所述第二触发器的非Q输出的第二输入及耦合到所述电流引导开关的控制输入的输出；

其中所述数字处理器对所述第一触发器及所述第二触发器以及所述除N分频器进行复位。

6.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述ADC为逐次逼近ADC。

7.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述ADC为∑/ΔADC。

8.根据权利要求7所述的集成电路装置，其进一步包括电压取样电路，所述电压取样电路用于对所述电容器上的所述电压进行取样并将所述经取样电压耦合到所述∑/ΔADC。

9.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述数字处理器从电容的已知值及所述电压的数字表示来计算所述时钟信号周期时间值。