一種無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片及其時(shí)鐘獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電參量測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片及其時(shí)鐘獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電參量測(cè)量應(yīng)用中，例如智能插座、智能家電及智能電表等，常常會(huì)采用計(jì)量模塊與主控微控制器MCU模塊分離的實(shí)現(xiàn)方案，隨著智能電表國(guó)際法規(guī)IR46的執(zhí)行，要求計(jì)量模塊實(shí)現(xiàn)法規(guī)相關(guān)的計(jì)量功能，外部通信控制模塊即MCU部分不能影響計(jì)量模塊的功能和性能，可見(jiàn)基于計(jì)量SoC (System on Chip，片上系統(tǒng)芯片)設(shè)計(jì)的計(jì)量模塊與多功能通信加密主控MCU模塊相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方案將占據(jù)主導(dǎo)地位。
[0003]在這個(gè)應(yīng)用中，主控微控制器模塊的核心芯片為微控制器芯片，計(jì)量模塊的核心芯片為計(jì)量SoC，微控制芯片和計(jì)量SoC都需要一個(gè)外置晶體以達(dá)到所需的時(shí)鐘精度，若沒(méi)有外置晶體，計(jì)量SoC不能獲取所需的時(shí)鐘頻率，也不能進(jìn)行測(cè)量應(yīng)用。而且，增加的外置晶體會(huì)提高系統(tǒng)成本，而且外置晶體本身會(huì)存在停振的風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)停振，計(jì)量SoC也無(wú)法獲取所需的時(shí)鐘頻率，這樣會(huì)降低計(jì)量SoC中計(jì)量模塊獲得到時(shí)鐘的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片及其時(shí)鐘獲取方法，以實(shí)現(xiàn)無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片本身能夠獲取與主控MCU同步的時(shí)鐘頻率，不必使用外置晶體提供時(shí)鐘頻率，降低了系統(tǒng)成本，提高了計(jì)量SoC芯片中計(jì)量模塊獲取時(shí)鐘的可靠性。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片的時(shí)鐘獲取方法，該方法包括:
[0006]通過(guò)串口 UART接收外部主控MCU發(fā)送的訓(xùn)練字節(jié)；
[0007]在RC時(shí)鐘模塊產(chǎn)生的預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fideal的作用下，對(duì)所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf進(jìn)行計(jì)數(shù)得到計(jì)數(shù)值N一
[0008]利用所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fideal及所述計(jì)數(shù)值N ^計(jì)算得到所述外部主控MCU發(fā)送所述訓(xùn)練字節(jié)的預(yù)估波特率Fibaud,通過(guò)查表獲取所述外部主控MCU發(fā)送所述訓(xùn)練字節(jié)的實(shí)際波特率Fbaud，依據(jù)所述實(shí)際波特率Fbaud得到所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔T ref；
[0009]利用所述計(jì)數(shù)值Nrc和所述時(shí)間間隔T %計(jì)算得到所述RC時(shí)鐘模塊的實(shí)際時(shí)鐘頻率F?，依據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘頻率Frc與所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率F ideal之間的差值調(diào)整所述RC時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘頻率，獲取所述RC時(shí)鐘模塊調(diào)整后的時(shí)鐘頻率Frc。。
[0010]優(yōu)選的，所述利用所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fideal及所述計(jì)數(shù)值N 計(jì)算得到所述外部主控MCU發(fā)送所述訓(xùn)練字節(jié)的預(yù)估波特率Fibaud,包括:
[0011]利用所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率F—及所述計(jì)數(shù)值N r。，依據(jù)Fibaud= Fideal/(8*NJ得到所述外部主控MCU發(fā)送所述訓(xùn)練字節(jié)的預(yù)估波特率Fibaud。
[0012]優(yōu)選的，所述依據(jù)所述實(shí)際波特率Fbaud得到所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf，包括:
[0013]利用所述實(shí)際波特率Fbaud，依據(jù)TMf= 8/Fbaud得到所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf。
[0014]優(yōu)選的，所述利用所述計(jì)數(shù)值隊(duì)。和所述時(shí)間間隔T %計(jì)算得到所述RC時(shí)鐘模塊的實(shí)際時(shí)鐘頻率F?，包括:
[0015]利用所述計(jì)數(shù)值Nrc和所述時(shí)間間隔T ref,依據(jù)Fk = \。/%#得到所述RC時(shí)鐘模塊的實(shí)際時(shí)鐘頻率F?。
[0016]優(yōu)選的，所述依據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘頻率Frc與所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fideal之間的差值調(diào)整所述RC時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘頻率，獲取所述RC時(shí)鐘模塊調(diào)整后的準(zhǔn)確的時(shí)鐘頻率Fra之后，還包括:
[0017]通過(guò)計(jì)量模塊對(duì)功率進(jìn)行測(cè)量得到功率P ;
[0018]利用所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fidea^所述時(shí)鐘頻率F rcc,依據(jù)C；。= F ideal/Frcc-l得到需要對(duì)所述功率P進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償值Cm;
[0019]利用所述補(bǔ)償值C；。對(duì)所述功率P進(jìn)行補(bǔ)償，依據(jù)P。= (1+C rc) XP得到補(bǔ)償后的功率P。。
[0020]本發(fā)明還提供一種無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片，包括:
[0021]串口 UART，用于接收外部主控MCU發(fā)送的訓(xùn)練字節(jié)；
[0022]與所述串口 UART相連的波特率調(diào)整模塊，用于在RC時(shí)鐘模塊產(chǎn)生的預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fideal的作用下，對(duì)所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf進(jìn)行計(jì)數(shù)得到計(jì)數(shù)值N“
[0023]與所述波特率調(diào)整模塊相連的內(nèi)部MCU模塊，用于利用所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fidea^S計(jì)數(shù)值隊(duì)。計(jì)算得到所述外部主控MCU發(fā)送所述訓(xùn)練字節(jié)的預(yù)估波特率F ibaud，通過(guò)查表獲取所述外部主控MCU發(fā)送所述訓(xùn)練字節(jié)的實(shí)際波特率Fbaud,依據(jù)所述實(shí)際波特率Fbaud得到所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf;并利用所述計(jì)數(shù)值所述時(shí)間間隔T %計(jì)算得到所述RC時(shí)鐘模塊的實(shí)際時(shí)鐘頻率F?;
[0024]與所述內(nèi)部MCU模塊相連的RC時(shí)鐘調(diào)整控制模塊，用于在所述內(nèi)部MCU模塊的控制作用下，依據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘頻率Fre與所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率F idMl之間的差值調(diào)整所述RC時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘頻率，獲取所述RC時(shí)鐘模塊調(diào)整后的準(zhǔn)確的時(shí)鐘頻率Fkx;
[0025]與所述RC時(shí)鐘調(diào)整控制模塊、內(nèi)部MCU模塊、波特率測(cè)量模塊和串口 UART相連的所述RC時(shí)鐘模塊，用于為所述無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片提供時(shí)鐘頻率；
[0026]與所述串口 UART、內(nèi)部MCU模塊、RC時(shí)鐘模塊及RC時(shí)鐘調(diào)整控制模塊相連的計(jì)量模塊，用于輸出電能參數(shù)的測(cè)量值。
[0027]優(yōu)選的，所述預(yù)估波特率Fibaud的計(jì)算公式為:Fibaud= F ideal/(8*Nr。)，其中，F(xiàn)ideal為所述RC時(shí)鐘模塊產(chǎn)生的預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率，隊(duì)。為對(duì)所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔Tref進(jìn)行計(jì)數(shù)得到計(jì)數(shù)值。
[0028]優(yōu)選的，所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔Tref的計(jì)算公式為:TMf= 8/Fbaud，其中，所述Fbaud為所述訓(xùn)練字節(jié)的實(shí)際波特率。
[0029]優(yōu)選的，所述實(shí)際時(shí)鐘頻率Fre的計(jì)算公式為:FM= NrcAref，其中，Nrc為對(duì)所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf進(jìn)行計(jì)數(shù)得到計(jì)數(shù)值，TMf為所述訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔。
[0030]優(yōu)選的，所述無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片還包括:
[0031]與所述計(jì)量模塊和所述RC時(shí)鐘模塊相連的功率補(bǔ)償模塊，用于通過(guò)所述計(jì)量模塊對(duì)功率進(jìn)行測(cè)量得到功率P，利用所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率Fidea^s所述時(shí)鐘頻率F rcc,依據(jù)C；。=Fideal/Frcc-1得到需要對(duì)所述功率P進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償值CTC，利用所述補(bǔ)償值Ctc對(duì)所述功率P進(jìn)行補(bǔ)償，依據(jù)P。= (l+c rc) XP得到補(bǔ)償后的功率P。。
[0032]本發(fā)明所提供的一種無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片及其時(shí)鐘獲取方法，在RC時(shí)鐘模塊產(chǎn)生的預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率匕_的作用下，對(duì)訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔TMf進(jìn)行計(jì)數(shù)得到計(jì)數(shù)值隊(duì)。，并利用預(yù)設(shè)時(shí)鐘頻率FidMl&計(jì)數(shù)值N M計(jì)算得到外部主控MCU發(fā)送訓(xùn)練字節(jié)的預(yù)估波特率Fibaund,再通過(guò)查表獲取外部主控MCU發(fā)送訓(xùn)練字節(jié)的實(shí)際波特率Fbaund,依據(jù)實(shí)際波特率Fbaud得到訓(xùn)練字節(jié)的兩個(gè)下降沿的時(shí)間間隔T ref,且利用計(jì)數(shù)值隊(duì)。和時(shí)間間隔T ref計(jì)算得到RC時(shí)鐘模塊的實(shí)際時(shí)鐘頻率F?，依據(jù)實(shí)際時(shí)鐘頻率FJ.周整RC時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘頻率，獲取RC時(shí)鐘模塊調(diào)整后的時(shí)鐘頻率F?。?？梢?jiàn)，無(wú)晶體計(jì)量SoC芯片本身能夠獲取與主控MCU同步的時(shí)鐘頻率，不必使用外置晶體提供時(shí)鐘頻率，降低了系統(tǒng)成本，提高了計(jì)量SoC芯片中計(jì)量模塊獲取時(shí)鐘的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0033]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或