專利名稱：3g和4g終端休眠模式控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用于TD-SCDMA、B3G(Beyond 3G)、4G(第四代移動(dòng)通信)終端的休眠模式控制方法和裝置，屬移動(dòng)通信技術(shù)制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
對(duì)于手機(jī)等采用電池供電的移動(dòng)通信設(shè)備，通常要求其在不換電池的情況下，具備的待機(jī)時(shí)間和通話時(shí)間愈長愈好。這就要求上述設(shè)備在設(shè)計(jì)中必須解決好系統(tǒng)的功耗問題。系統(tǒng)的功耗與通信調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)與使用、外部設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用以及電源供電等方面密切相關(guān)。其中，移動(dòng)設(shè)備在不工作情況下進(jìn)入休眠模式是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)省電的最主要的技術(shù)之一。
對(duì)于大部分移動(dòng)通信設(shè)備，在開機(jī)之后的大部分時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)處于無任何操作的空閑等待的狀態(tài)。在多數(shù)情況下，系統(tǒng)處于空閑的時(shí)間甚至可以占到開機(jī)后時(shí)間的95％以上。在空閑等待的狀態(tài)，移動(dòng)通信設(shè)備只是在等待網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的尋呼指示、用戶操作產(chǎn)生的中斷信號(hào)，或者是等待定時(shí)地測量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)狀況。在這個(gè)過程中，若讓移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi)部的大部分電路進(jìn)入休眠狀態(tài)，以及讓有關(guān)的外部電路進(jìn)入休眠狀態(tài)，可以大大地降低移動(dòng)通信設(shè)備的功耗。
并且，移動(dòng)通信設(shè)備的功耗與其工作頻率成正比，系統(tǒng)運(yùn)行頻率越高，電源功耗就會(huì)相應(yīng)增大。為更好地降低功耗，在許多移動(dòng)通信設(shè)備的內(nèi)部集成了兩套獨(dú)立的時(shí)鐘系統(tǒng)，即高速的主時(shí)鐘和低速的副時(shí)鐘，在不需要高速運(yùn)行的情況下，可選用低速的副時(shí)鐘，維持內(nèi)部基本的定時(shí)要求。某些移動(dòng)通信設(shè)備的主時(shí)鐘也可通過功能寄存器來重新設(shè)定，在滿足功能需要的情況下，按一定比例降低主時(shí)鐘頻率，以降低電源功耗?？稍诔绦蜻\(yùn)行的過程中，通過軟件對(duì)特殊功能寄存器賦值在線改變時(shí)鐘頻率，或進(jìn)行主時(shí)鐘和副時(shí)鐘切換。
為降低功耗，通常移動(dòng)通信設(shè)備都提供多種工作模式，當(dāng)處于空閑時(shí)進(jìn)入休眠模式，當(dāng)有一個(gè)事件提出中斷請(qǐng)求時(shí)，可以快速地返回到正常的運(yùn)行模式，這樣既可以保證系統(tǒng)節(jié)電，又不影響正常的工作。在休眠模式可以分別將數(shù)字基帶的CPU和DSP、內(nèi)部時(shí)鐘、內(nèi)部總線、晶振，以及模擬基帶、射頻收發(fā)信機(jī)等全部關(guān)閉，使移動(dòng)通信設(shè)備的耗電降為最小。只有發(fā)生中斷請(qǐng)求或復(fù)位時(shí)，系統(tǒng)被喚醒進(jìn)入正常運(yùn)行模式。
本發(fā)明提出一種新的基于32KHz時(shí)鐘頻率的休眠模式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)休眠模式下較低的電源功耗，延長手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。


發(fā)明內(nèi)容
一、系統(tǒng)構(gòu)成 圖1是本設(shè)計(jì)提出的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制裝置組成框圖。該休眠模式控制裝置由以下部件構(gòu)成 (1)手機(jī)數(shù)字基帶中的微處理器ARM CPU(編號(hào)101)；(2)時(shí)鐘發(fā)生器(102)；(3)解調(diào)器的主定時(shí)器(103)；(4)通用定時(shí)器(104)；(5)休眠定時(shí)器(105)；(6)中斷控制器(106)；(7)32KHz晶體振蕩器(107)；(8)電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO(108)；(9)鍵盤及通用異步收發(fā)器UART(109)。對(duì)上述組成說明如下 (1)CPU 101與時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106、電壓控制溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO 108、休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105、主定時(shí)器103、DSP之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)CPU 101可對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；2)CPU 101可關(guān)閉VCTCXO 108；3)中斷控制器106可以喚醒處于休眠模式中的CPU 101；4)CPU 101使用來自時(shí)鐘發(fā)生器102的時(shí)鐘；5)CPU 101可發(fā)中斷給中斷控制器106；6)CPU 101可發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器102和主定時(shí)器103，使其進(jìn)入休眠模式；7)CPU 101可讀出時(shí)鐘發(fā)生器102中低頻時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)間；8)CPU 101可撤消時(shí)鐘發(fā)生器中的休眠指令。
(2)時(shí)鐘發(fā)生器102與CPU 101、主定時(shí)器103、32KHz晶體振蕩器107、電壓控制溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO 108、休眠定時(shí)器105、DSP之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)時(shí)鐘發(fā)生器102為CPU 101提供工作時(shí)鐘；2)CPU 101可發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器102，使其進(jìn)入休眠模式；3)時(shí)鐘發(fā)生器102向CPU 101提交低頻時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)間；4)時(shí)鐘發(fā)生器102可向主定時(shí)器103發(fā)送休眠信號(hào)；5)主定時(shí)器103可向時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送休眠請(qǐng)求；6)時(shí)鐘發(fā)生器102可使休眠定時(shí)器105開始工作；7)時(shí)鐘發(fā)生器102為主定時(shí)器103提供工作時(shí)鐘；8)時(shí)鐘發(fā)生器102也為通用定時(shí)器104、休眠定時(shí)器105、DSP及其它外設(shè)提供工作時(shí)鐘。
(3)主定時(shí)器103與CPU 101、時(shí)鐘發(fā)生器102、DSP之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)主定時(shí)器103使用來自時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)CPU 101可發(fā)指令給主定時(shí)器103，使其進(jìn)入休眠模式；3)時(shí)鐘發(fā)生器102可向主定時(shí)器103發(fā)送休眠信號(hào)；4)主定時(shí)器103可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；5)DSP可以通過提前或者延緩主定時(shí)器103來調(diào)整頻率誤差。
(4)通用定時(shí)器104與時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)通用定時(shí)器104使用來自時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)通用定時(shí)器104可向中斷控制器106發(fā)中斷。
(5)休眠定時(shí)器105與CPU 101、時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)CPU 101可對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；2)時(shí)鐘發(fā)生器102可發(fā)信號(hào)給休眠定時(shí)器105，使之開始和停止工作；3)時(shí)鐘發(fā)生器102也為休眠定時(shí)器105提供工作時(shí)鐘；4)休眠定時(shí)器可向中斷控制器106發(fā)中斷；5)CPU101可通過讀休眠定時(shí)器得到全部休眠時(shí)間。
(6)中斷控制器106與CPU 101、主定時(shí)器103、通用定時(shí)器104、休眠定時(shí)器105、VCTCXO 108、鍵盤及UART等外設(shè)109之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)鍵盤109或者休眠定時(shí)器105可向中斷控制器106發(fā)中斷；2)中斷控制器106可激活處于休眠模式的VCTCXO 108開始工作；3)中斷控制器106可喚醒處于休眠模式的CPU 101；4)通用定時(shí)器104可向中斷控制器106發(fā)中斷；5)CPU101可向中斷控制器106發(fā)中斷；6)主定時(shí)器向中斷控制器106發(fā)送供給操作系統(tǒng)的10毫秒中斷。
(7)32KHz晶體振蕩器107與時(shí)鐘發(fā)生器102之間存在接口，為時(shí)鐘發(fā)生器102提供32KHz時(shí)鐘源。
(8)VCTCXO 108與CPU 101、時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)VCTCXO 108為時(shí)鐘發(fā)生器102提供高速時(shí)鐘源；2)中斷控制器106可激活處于休眠模式的VCTCXO 108開始工作；3)CPU 101可控制使VCTCXO處于禁用狀態(tài)。
(9)鍵盤及UART等外設(shè)109與中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信，其鍵盤及UART等外設(shè)109可向中斷控制器106發(fā)中斷。
為實(shí)現(xiàn)手機(jī)在休眠模式下的較低功耗，要使用32KHz時(shí)鐘作為鍵盤和手機(jī)系統(tǒng)時(shí)間計(jì)時(shí)器在休眠模式下的工作時(shí)鐘。并且，精確地維護(hù)(3G、4G移動(dòng)通信)時(shí)隙尋呼模式下的手機(jī)系統(tǒng)時(shí)間，對(duì)無遺漏地接收時(shí)隙尋呼至關(guān)重要。時(shí)隙尋呼模式可分為以下四個(gè)階段校準(zhǔn)、進(jìn)入休眠模式、休眠模式、退出休眠模式。
在獲得與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的同步后，需通過軟件開始校準(zhǔn)手機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間。假如使用32.768KHz的晶振(誤差為20 ppm)，建議的最短校準(zhǔn)時(shí)間為500ms。32KHz時(shí)鐘自由運(yùn)行，而且該時(shí)鐘也可以被用于每日時(shí)間刷新。
二、休眠控制操作過程 1.進(jìn)入休眠模式 在校準(zhǔn)結(jié)束后手機(jī)應(yīng)進(jìn)入休眠模式，CPU 101將控制時(shí)鐘發(fā)生器102進(jìn)入休眠狀態(tài)。以下為進(jìn)入休眠模式的控制握手步驟 (1)CPU 101對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程； (2)時(shí)鐘發(fā)生器102在16.384KHz時(shí)鐘脈沖上升沿向主定時(shí)器103發(fā)送休眠信號(hào)； (3)主定時(shí)器103應(yīng)以碼片速率對(duì)最短及最長的PN碼率進(jìn)行更新。然后將主定時(shí)器103休眠請(qǐng)求MSTR_SLEEP_REQ信號(hào)發(fā)回至?xí)r鐘發(fā)生器102。
(4)時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)將工作時(shí)鐘(cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)/CK 16.384KHz(16.384KHz低速時(shí)鐘))降低到低速時(shí)鐘，并且將主定時(shí)器103休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT發(fā)送至主定時(shí)器103。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)將時(shí)鐘頻率從cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)轉(zhuǎn)換至CK 16.384KHz(16.384KHz低速時(shí)鐘)。同時(shí)時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)使休眠定時(shí)器105工作。CPU 101應(yīng)可以使用16.384KHz的時(shí)鐘速率。
(5)主定時(shí)器應(yīng)切換至休眠模式，并設(shè)置短PN碼、長PN碼、幀序號(hào)，按每個(gè)時(shí)鐘周期(2*Rrate個(gè)PN碼片)進(jìn)行更新。
(6)CPU 101關(guān)閉VCTCXO 108。
(7)移動(dòng)設(shè)備/終端進(jìn)入休眠模式。
2.休眠模式 在休眠模式下，大部分硬件模塊應(yīng)停止工作。以下為保持工作的硬件模塊 (1)主定時(shí)器103的一部分；(2)時(shí)鐘發(fā)生器102的一部分；(3)休眠定時(shí)器105；(4)鍵盤或UART等外設(shè)109。主定時(shí)器103應(yīng)以16.384KHz的時(shí)鐘速率、每時(shí)鐘周期2*Rrate個(gè)PN碼片，對(duì)長、短PN碼及幀序號(hào)進(jìn)行更新。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)向主定時(shí)器103提供16.384KHz的時(shí)鐘；休眠定時(shí)器105應(yīng)通過使用“累加”計(jì)數(shù)器對(duì)整個(gè)休眠周期進(jìn)行跟蹤(對(duì)計(jì)算VCTCXO 108預(yù)熱時(shí)間和休眠時(shí)間到期后設(shè)置時(shí)間來說，使用累加計(jì)數(shù)器非常重要)。CPU 101的中斷控制器109應(yīng)以約250Hz的時(shí)鐘速率保持監(jiān)視休眠模式下的鍵盤或UART等外設(shè)109活動(dòng)。
3.退出休眠模式 鍵盤或UART等外設(shè)109以及休眠定時(shí)器105產(chǎn)生的中斷將自動(dòng)激活VCTCXO 108開始工作并喚醒CPU 101。以下為退出休眠模式所必需的步驟 (1)當(dāng)出現(xiàn)鍵盤或UART等外設(shè)109，或者休眠定時(shí)器105產(chǎn)生的中斷時(shí)，CPU 101應(yīng)至少等待10毫秒直至VCTCXO 108穩(wěn)定。在此過程中CPU 101繼續(xù)工作在32KHz時(shí)鐘。
(2)CPU 101應(yīng)刪除休眠指令。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)等待16.384KHz時(shí)鐘脈沖的上升沿后將解調(diào)器時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)切換至cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)時(shí)鐘頻率。同時(shí)時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)使主定時(shí)器103休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT無效，CPU 101工作在正常時(shí)鐘頻率(16.4MHz，19.68MHz或者24.6MHz)。(3)休眠定時(shí)器105應(yīng)因?yàn)橥Ｓ弥鞫〞r(shí)器103休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT而無效。CPU 101應(yīng)通過讀休眠定時(shí)器105得到全部休眠時(shí)間。CPU 101應(yīng)計(jì)算出估計(jì)的頻率誤差并將相關(guān)信息發(fā)送至DSP。(4)DSP可以通過提前或者延緩主定時(shí)器103來調(diào)整頻率誤差。(5)啟動(dòng)搜索器。(6)指配接收機(jī)參數(shù)，例如Rake接收機(jī)的耙指(Finger)，接收尋呼消息。
三、解調(diào)器主定時(shí)器說明 1.解調(diào)器主定時(shí)器103的構(gòu)成 如圖2所示，解調(diào)器主定時(shí)器103由以下部件構(gòu)成 (1)手機(jī)數(shù)字基帶中的DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)(編號(hào)201)；(2)休眠控制器(202)；(3)分頻器(203)；(4)主校正值寄存器(204)；(5)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器(205)；(6)長PN碼LFSR(線性反饋移位寄存)狀態(tài)存儲(chǔ)器(206)；(7)長PN掩碼生成器(207)；(8)ROM或可編程邏輯陣列PLA(208)；(9)PCG及幀指示器(209)。對(duì)上述組成說明如下 (1)DSP201與主校正值寄存器204、分頻器203、長PN掩碼生成器207之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)DSP 201可將計(jì)數(shù)校正值寫入主校正值寄存器204；2)DSP 201可將分頻器203的提前或延遲值寫入分頻器203；3)長PN掩碼生成器207可將長PN掩碼發(fā)送給DSP201。
(2)休眠控制器202與分頻器203、短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205、外部的時(shí)鐘生成器102、長PN掩碼生成器207之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)休眠控制器202可接收來自分頻器203輸出的碼片速率時(shí)鐘信號(hào)chipx1；2)休眠控制器202可發(fā)使能信號(hào)給短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205和長PN掩碼生成器207；3)休眠控制器202可接收外部時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠信號(hào)；4)休眠控制器202可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；5)休眠控制器202可接收外部時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠生成信號(hào)。
(3)分頻器203與外部時(shí)鐘發(fā)生器102、PCG及幀指示器209、休眠控制器202、DSP201之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)分頻器203接收來自時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)分頻器203可接收DSP201寫入分頻器203的提前或延遲值；3)分頻器203可為PCG及幀指示器209、休眠控制器202提供碼片速率時(shí)鐘chipx1。
(4)主校正值寄存器204與DSP201、短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205、PCG及幀指示器209之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)主校正值寄存器204接收并寄存來自DSP201的計(jì)數(shù)校正值；2)主校正值寄存器204將計(jì)數(shù)校正值發(fā)給短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205和PCG及幀指示器209。
(5)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205與主校正值寄存器204、外部時(shí)鐘發(fā)生器102、休眠控制器202、外部的搜索器、外部的耙指接收機(jī)、外部的解調(diào)器之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205接收來自主校正值寄存器204的計(jì)數(shù)校正值；2)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；3)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205接收來自休眠控制器202的使能信號(hào)；4)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205可向外部的搜索器、外部的耙指接收機(jī)、外部的解調(diào)器發(fā)送短PN碼序號(hào)。
(6)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206與外部時(shí)鐘發(fā)生器102、休眠控制器202、ROM或可編程邏輯陣列PLA208之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206接收來自休眠控制器202的使能信號(hào)；3)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206可發(fā)送長PN碼LFSR狀態(tài)給ROM或可編程邏輯陣列PLA208；4)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206可接收來自ROM或可編程邏輯陣列PLA208的輸出。
(7)長PN掩碼生成器207與長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206、DSP201之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)長PN掩碼生成器207接收來自長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206輸出的長PN碼LFSR狀態(tài)；2)長PN掩碼生成器207可發(fā)送長PN掩碼給DSP201。
(8)ROM或可編程邏輯陣列PLA208與長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)ROM或可編程邏輯陣列PLA208接收來自長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206輸出的長PN碼LFSR狀態(tài)；2)ROM或可編程邏輯陣列PLA208可向長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206輸出。
(9)PCG及幀指示器209與分頻器203、主校正值寄存器204、外部時(shí)鐘發(fā)生器102之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)PCG及幀指示器209可接收來自分頻器203輸出的碼片速率時(shí)鐘信號(hào)chipxl；2)PCG及幀指示器209接收來自主校正值寄存器204的計(jì)數(shù)校正值；3)PCG及幀指示器209接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘。
2.主定時(shí)器103工作原理 在正常操作中，短PN碼序號(hào)和長PN碼狀態(tài)都要以碼片速率chip1x或cx1(碼片速率時(shí)鐘)操作。從chip1x(碼片速率時(shí)鐘)到32.768KHz之間的比率記作為Rrate。在休眠模式下使用32.768KHz時(shí)鐘速率，在每32KHz時(shí)鐘周期中無論長短PN碼都能前移Rrate個(gè)碼片。當(dāng)Rrate碼片不是整數(shù)時(shí)，可使用32KHz的二分之一，即16.384KHz(2*Rrate碼片)速率更新CDMA(或3G、4G)系統(tǒng)時(shí)間。也就是說在頻率為16.384Hz的每個(gè)時(shí)鐘周期中， 長短PN碼都應(yīng)前移2*Rrate碼片。在正常操作過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)碼片速率對(duì)符號(hào)和幀序號(hào)進(jìn)行更新(在目前設(shè)計(jì)中是通過使用符號(hào)速率更新符號(hào)和幀序號(hào))。而在休眠模式操作過程中，符號(hào)和幀序號(hào)應(yīng)當(dāng)每2*Rrate碼片更新一次。在時(shí)鐘切換進(jìn)入休眠模式時(shí)，低頻時(shí)鐘上升沿比最后一次快速時(shí)鐘更新延遲約2*Rrate碼片。在時(shí)鐘切換退出休眠模式時(shí)，應(yīng)在休眠模式結(jié)束時(shí)的最后一個(gè)低頻時(shí)鐘上升沿更新2*Rrate碼片。
3.休眠控制器 為使切換時(shí)間PN碼誤差最小化，使用一個(gè)監(jiān)視高頻時(shí)鐘時(shí)間位置的狀態(tài)機(jī)，以控制碼片速率與低頻之間的接口。在切換至低頻時(shí)鐘之前，碼片速率使能發(fā)信號(hào)至?xí)r鐘發(fā)生器102，表明主定時(shí)器103已經(jīng)可以進(jìn)入休眠模式。切換時(shí)間應(yīng)小于單個(gè)碼片時(shí)間。
該模塊應(yīng)添加至?xí)r鐘發(fā)生器102的接口。在收到時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠指令后，休眠控制器202將對(duì)最后一個(gè)chipxl進(jìn)行監(jiān)控，并立即將休眠請(qǐng)求發(fā)送至?xí)r鐘發(fā)生器102。當(dāng)該請(qǐng)求得到時(shí)鐘發(fā)生器102認(rèn)可后，長PN碼和短PN碼都能一直被激活。同時(shí)控制2*Rrate碼片加載的邏輯也應(yīng)被激活。
4.短PN碼序號(hào) 為使切換時(shí)間PN碼誤差最小化，使用一個(gè)監(jiān)視高頻時(shí)鐘位置的狀態(tài)機(jī)，以控制碼片速率與低頻之間的接口。在切換至低頻時(shí)鐘之前，碼片速率使能發(fā)信號(hào)至?xí)r鐘發(fā)生器102，表明主定時(shí)器103已經(jīng)可以進(jìn)入休眠模式。切換時(shí)間應(yīng)小于單個(gè)碼片時(shí)間。
該模塊應(yīng)添加至?xí)r鐘發(fā)生器102的接口。在收到時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠指令后，休眠控制器202將對(duì)最后一個(gè)chipxl進(jìn)行監(jiān)控，并立即將休眠請(qǐng)求發(fā)送至?xí)r鐘發(fā)生器102。當(dāng)該請(qǐng)求得到時(shí)鐘發(fā)生器102認(rèn)可后，長PN碼和短PN碼都能一直被激活。同時(shí)控制2*Rrate碼片加載的邏輯也應(yīng)被激活。
5.長PN碼狀態(tài) 長PN碼通過LFSR(線性反饋線性反饋移位寄存)方式實(shí)現(xiàn)。圖7給出采用LFSR實(shí)現(xiàn)長PN碼的一個(gè)例子。圖7是采用LFSR實(shí)現(xiàn)CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義的長PN狀態(tài)的多項(xiàng)式。
S(n-m)＝G-m·S(n) S(n+m)＝Gm·S(n) 對(duì)于圖7描述的情況，在時(shí)刻n的寫成矢量形式S(n)的42個(gè)寄存器的狀態(tài)，可以表示為 其中g(shù)(k)在CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義如下 從另一方面看，既然轉(zhuǎn)移矩陣G僅僅由固定的多項(xiàng)式p(x)決定，并且永遠(yuǎn)為滿秩狀態(tài)，我們可以直接從S(n)中計(jì)算出S(n-m)或者S(n+m)值(其中m為正整數(shù))。
從以上信息可以看出，可以用每16.384KHz時(shí)鐘周期加載到LFSR的G環(huán)回查表提前LFSR的2*Rrate碼片。因此需設(shè)計(jì)出控制加載過程的狀態(tài)機(jī)來加載LFSR狀態(tài)。
6.PCG以及幀指示器 通用定時(shí)器(GPT)104主要用于跟蹤C(jī)DMA(以及3G或4G)幀定時(shí)。該定時(shí)由主定時(shí)器103控制。為了簡化采用32KHz時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)方案的接口，主定時(shí)器103應(yīng)當(dāng)發(fā)送10ms的Tick以及同步獲取信號(hào)至CPU 101。該10ms tick不在休眠模式下產(chǎn)生。
四、時(shí)鐘發(fā)生器操作過程 1.時(shí)鐘發(fā)生器102的構(gòu)成，如圖3所示，時(shí)鐘發(fā)生器102由以下部件構(gòu)成(1)握手單元(編號(hào)301)；(2)鎖相環(huán)PLL(302)；(3)校準(zhǔn)單元(303)；(4)復(fù)用器(304)；(5)復(fù)用器(305)；(6)復(fù)用器(306)；(7)復(fù)用器(307)；(8)脈沖吞沒控制器(308)；(9)除法單元(309)；(10)分頻器(310)；(11)壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO(108)；(12)32KHz晶體振蕩器(107)；(13)模擬基帶BBA(313)。對(duì)上述組成說明如下 (1)握手單元301與復(fù)用器305、脈沖吞沒控制器308、除法單元309、分頻器310、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、外部解調(diào)器主定時(shí)器103、休眠定時(shí)器105之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)握手單元301接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘；2)握手單元301接收來自分頻器310的時(shí)鐘；3)握手單元301輸出控制信號(hào)給復(fù)用器305、脈沖吞沒控制器308、除法單元309；4)握手單元301接收來自外部解調(diào)器主定時(shí)器103的休眠請(qǐng)求信號(hào)；5)握手單元301發(fā)送休眠信號(hào)給外部解調(diào)器主定時(shí)器103；6)握手單元301發(fā)送休眠信號(hào)給外部解調(diào)器主定時(shí)器103和休眠定時(shí)器。
(2)鎖相環(huán)PLL302與復(fù)用器304、復(fù)用器305、除法單元309之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)鎖相環(huán)PLL302接收來自復(fù)用器304輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)；2)鎖相環(huán)PLL302輸出倍速時(shí)鐘信號(hào)給復(fù)用器305、除法單元309。
(3)校準(zhǔn)單元303與VCTCXO 108、分頻器310之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)校準(zhǔn)單元303接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；2)校準(zhǔn)單元303接收來自分頻器310的時(shí)鐘信號(hào)。
(4)復(fù)用器304與模擬基帶BBA 313、VCTCXO 108、鎖相環(huán)PLL 302之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器304接收來自模擬基帶BBA 313的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器304接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器304向鎖相環(huán)PLL302輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(5)復(fù)用器305與握手單元301、鎖相環(huán)PLL302、脈沖吞沒控制器308、外部的調(diào)制器之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器305接收來自鎖相環(huán)PLL302的倍速時(shí)鐘；2)復(fù)用器305接收來自握手單元301的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器305可向外部的調(diào)制器輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)復(fù)用器305接收來自脈沖吞沒控制器308的控制信號(hào)。
(6)復(fù)用器306與分頻器310、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、32KHz晶體振蕩器107之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器306接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器306接收來自32KHz晶體振蕩器107的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器306向分頻器310輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(7)復(fù)用器307與除法單元309、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、32KHz晶體振蕩器107、外部數(shù)字基帶的CPU101之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器307接收來自除法單元309輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器307接收來自VCTCXO 108輸出的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器307接收來自32KHz晶體振蕩器107輸出的時(shí)鐘信號(hào)；4)復(fù)用器307向外部數(shù)字基帶的CPU101輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(8)脈沖吞沒控制器308與握手單元301、復(fù)用器305之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)脈沖吞沒控制器308接收來自握手單元301輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)脈沖吞沒控制器308向復(fù)用器305輸出控制信號(hào)。
(9)除法單元309與鎖相環(huán)PLL302、握手單元301、外部數(shù)字基帶DSP及其外設(shè)201、復(fù)用器307之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)除法單元309接收來自鎖相環(huán)PLL302輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)除法單元309接收來自握手單元301的時(shí)鐘信號(hào)；3)除法單元309向外部數(shù)字基帶DSP及其外設(shè)201輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)除法單元309向復(fù)用器307輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(10)分頻器310與復(fù)用器306、握手單元301之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)分頻器310接收來自復(fù)用器306輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)分頻器310向握手單元301輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(11)壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108與模擬基帶BBA313、復(fù)用器304、握手單元301、復(fù)用器306、復(fù)用器307之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)VCTCXO 108向模擬基帶BBA313輸出時(shí)鐘信號(hào)；2)VCTCXO 108向復(fù)用器304輸出時(shí)鐘信號(hào)；3)VCTCXO108向握手單元301輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)VCTCXO 108向復(fù)用器306輸出時(shí)鐘信號(hào)；5)VCTCXO108向復(fù)用器307輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(12)32KHz晶體振蕩器107與復(fù)用器306、復(fù)用器307之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)32KHz晶體振蕩器107向復(fù)用器306輸出時(shí)鐘信號(hào)；2)32KHz晶體振蕩器107向復(fù)用器307輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(13)模擬基帶BBA313與壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、復(fù)用器304之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)模擬基帶BBA313接收來自VCTCXO 108輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)模擬基帶BBA313向復(fù)用器304輸出時(shí)鐘信號(hào)。
時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)提供在AFC時(shí)鐘源和休眠時(shí)鐘(16KHz)之間的時(shí)鐘校準(zhǔn)。在進(jìn)入休眠模式之前，時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)完成時(shí)鐘校準(zhǔn)，并向CPU101提交頻率誤差數(shù)據(jù)。CPU101應(yīng)發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器102和主定時(shí)器103，使其進(jìn)入休眠模式。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)在16KHz時(shí)鐘脈沖的下降沿切換到低頻時(shí)鐘。由CPU控制使VCTCXO(電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)108處于禁用狀態(tài)。此時(shí)啟用休眠定時(shí)器105跟蹤低頻時(shí)鐘的休眠時(shí)間。時(shí)鐘發(fā)生器102產(chǎn)生休眠模式的以下部件時(shí)鐘鍵盤109、主定時(shí)器103以及休眠定時(shí)器105。在高低頻時(shí)鐘轉(zhuǎn)換過程中不允許有假信號(hào)。
休眠過程中的任何CPU中斷都能激活VCTCXO(電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)108。CPU101應(yīng)將頻率誤差信息發(fā)送至DSP201。DSP201將會(huì)通過提前/延遲功能來校正主定時(shí)器103中的頻率誤差。
特別強(qiáng)調(diào)的是通用定時(shí)器(GPT)104不再用于跟蹤C(jī)DMA(以及3G或4G)幀定時(shí)。這樣的話GPT 104將是真正意義上的通用定時(shí)器。
2.振蕩器頻率校準(zhǔn) 32KHz晶體不如19MHz的VCTCXO(電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)精確。為了跟蹤32KHz晶體頻率偏差以在退出休眠模式時(shí)校正CDMA(以及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間，經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)就變得非常必要。在開始校準(zhǔn)前，CPU101應(yīng)通過加載一個(gè)標(biāo)稱以NSLOW_PER_CAL的寄存器確定用低頻時(shí)鐘(16KHz)周期數(shù)表示的校準(zhǔn)時(shí)間。如果N設(shè)置在該寄存器中，校準(zhǔn)將會(huì)持續(xù)N*256個(gè)低頻時(shí)鐘周期。校準(zhǔn)單元303將會(huì)在低頻時(shí)鐘激活后的第一個(gè)脈沖邊沿開始對(duì)VCTCXO周期進(jìn)行計(jì)數(shù)。在校準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，高頻時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)結(jié)果將會(huì)儲(chǔ)存在另一個(gè)標(biāo)稱以NFAST_PER_CAL的寄存器中，該寄存器可以被CPU 101讀取。CPU 101可以將這些信息傳遞到解調(diào)器主定時(shí)器103，用于休眠喚醒時(shí)糾正CDMA(以及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間。測量的低頻時(shí)鐘周期可通過以下關(guān)系式推算 NSLOW_PER_CAL*256*Tslow＝NFAST_PER_CAL*Tfast±Tfast 其中Tslow為低頻時(shí)鐘周期，Tfast為高頻時(shí)鐘周期。NSLOW_PER_CAL寄存器為16位整型寄存器，而NFAST_PER_CAL寄存器為32位整型寄存器。以下圖4所示的校準(zhǔn)定時(shí)示意圖有助于更好地理解其中的操作過程。其中的nslow_reg[23:8]就是前面提到的NSLOW_PER_CAL，在每次校準(zhǔn)前應(yīng)由CPU 101設(shè)置。在校準(zhǔn)結(jié)束前，nfast_count[31:0]的內(nèi)容就是上面提到過的NFAST_PER_CAL，由CPU 101讀取用于頻率校正。
3.時(shí)鐘握手 低、高頻時(shí)鐘間無干擾、快速、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換是低頻休眠模式運(yùn)轉(zhuǎn)的成功關(guān)鍵。VCTCXO時(shí)鐘為用于“握手”單元操作的主時(shí)鐘。用這種方式可使在確定數(shù)目的VCTCXO周期內(nèi)轉(zhuǎn)換的不確定性降到最低。
以下為關(guān)于時(shí)鐘握手的詳細(xì)描述。在進(jìn)入休眠模式時(shí)，CPU101會(huì)首先向時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)出休眠指令(ARM_SLEEP)。然后時(shí)鐘發(fā)生器102一直會(huì)等到檢測出第一個(gè)到達(dá)的16KHz時(shí)鐘的上升沿后將休眠指令(MSTR_SLEEP)發(fā)送至解調(diào)器主定時(shí)器103。主定時(shí)器103在其最后一個(gè)PN碼按碼片速率更新以后發(fā)回休眠請(qǐng)求(MSTR_SLEEP_REQ)。一旦時(shí)鐘發(fā)生器102接收到MSTR_SLEEP_REQ，時(shí)鐘發(fā)生器102將停用發(fā)送給解調(diào)器的cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)時(shí)鐘，并使其保持為低。時(shí)鐘發(fā)生器102將把MSTR_SLEEP_GNT同時(shí)發(fā)送至解調(diào)器DEMOD主定時(shí)器103和CPU休眠定時(shí)器105。然后時(shí)鐘發(fā)生器102在16KHz時(shí)鐘的第一個(gè)下降沿將調(diào)制器時(shí)鐘頻率切換至低頻時(shí)鐘頻率。隨后CPU將其時(shí)鐘切換至32.768KHz，并切斷VCTCXO電源，最后使它自己也進(jìn)入休眠狀態(tài)。圖5是進(jìn)入休眠模式定時(shí)示意圖。
在休眠模式中，來自鍵盤109或者休眠定時(shí)器105的中斷都會(huì)激活VCTCXO 108，并啟動(dòng)CPU 101。在VCTCXO 108頻率穩(wěn)定后，CPU 101將其時(shí)鐘頻率切換回正常時(shí)鐘頻率，并撤消時(shí)鐘發(fā)生器102中的休眠指令。時(shí)鐘發(fā)生器102會(huì)等到16KHz時(shí)鐘的第一個(gè)上升沿，然后使調(diào)制器時(shí)鐘(現(xiàn)在為16KHz)為低。此時(shí)MSTR_SLEEP_GNT被停用，同時(shí)激活cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)時(shí)鐘頻率發(fā)送給調(diào)制器。圖6是退出休眠模式定時(shí)示意圖。
休眠時(shí)間被定義為MSTR_SLEEP_GNT處于激活狀態(tài)(高電平)的時(shí)間。在MSTR_SLEEP_GNT處于激活狀態(tài)過程中，休眠定時(shí)器將一直按16KHz頻率計(jì)數(shù)。
為對(duì)低/高頻時(shí)鐘組合提供最大程度的靈活性，我們將支持四種不同的時(shí)鐘模式。在時(shí)鐘轉(zhuǎn)換過程中，最多會(huì)出現(xiàn)3個(gè)異步時(shí)鐘，其中，正常模式的cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)調(diào)制器時(shí)鐘是來自BBA 313通過PLL 302產(chǎn)生的時(shí)鐘。由于上述原因，必須對(duì)握手單元進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)。此外由于我們?nèi)匀恍枰谔囟〞r(shí)鐘模式下對(duì)VCTCXO 108進(jìn)行分頻以提供cx1(碼片速率時(shí)鐘)低頻時(shí)鐘速率，因此時(shí)鐘握手單元301不能再采用32KHz與19MHz之間特定的比率。
4.VCTCXO硬件啟用 在從休眠模式中喚醒后，CPU 101必須盡可能快地切換回正常速率。因?yàn)榈絍CTCXO 108穩(wěn)定需要一段預(yù)熱時(shí)間，VCTCXO 108必須在休眠模式下用來自于硬件無屏蔽中斷來加電，以此來減少等待時(shí)間。出于安全的考慮只能由CPU101來停用VCTCXO 108，但可由CPU 101或硬件中斷的二者之一來激活。
五、通用定時(shí)器 在16KHz休眠時(shí)鐘配置中，通用定時(shí)器(GPT)104將不再用于維護(hù)CDMA(以及3G或4G)符號(hào)計(jì)數(shù)以及幀定時(shí)。主要是由于按照目前設(shè)計(jì)在退出16KHz休眠模式后，主定時(shí)器103和同步通用時(shí)鐘會(huì)產(chǎn)生低效和冗余現(xiàn)象。所以采用主定時(shí)器103替代來承擔(dān)向CPU101發(fā)送供給操作系統(tǒng)的10毫秒中斷的任務(wù)。在通用定時(shí)器104和主定時(shí)器103之間沒有硬件接口信號(hào)。此時(shí)源自于時(shí)鐘發(fā)生器102的通用定時(shí)器將真正發(fā)揮其作用。它的時(shí)鐘頻率是可以在時(shí)鐘發(fā)生器102配置的，并且可根據(jù)工作情況設(shè)置于最為合適的時(shí)鐘頻率。因此它具有自己的發(fā)給CPU中斷控制器106的中斷。
六、休眠模式定時(shí)器 休眠模式定時(shí)器(SMT)105僅在休眠模式下工作，即當(dāng)來自時(shí)鐘發(fā)生器102的MSTR SLEEP GNT信號(hào)處于高電平時(shí)。它主要由一個(gè)累加計(jì)數(shù)器和一個(gè)門限寄存器組成。24位計(jì)數(shù)器時(shí)鐘來自時(shí)鐘發(fā)生器102，頻率為16.384KHz。門限寄存器用于保存預(yù)期的，以16.384KHz時(shí)鐘周期計(jì)算的休眠時(shí)間。
在進(jìn)入休眠模式之前，CPU 101應(yīng)在門限寄存器中設(shè)置好預(yù)期休眠時(shí)間。然后通過激活SMT 105對(duì)計(jì)數(shù)電路進(jìn)行復(fù)位。但是計(jì)數(shù)器進(jìn)在MSTR_SLEEP_GNT處于高電平時(shí)才開始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)計(jì)數(shù)門限時(shí)，一個(gè)中斷將會(huì)發(fā)送至中斷控制器106。此時(shí)，計(jì)數(shù)器將繼續(xù)計(jì)數(shù)，直至MSTR_SLEEP_GNT變?yōu)榈碗娖?。休眠模式定時(shí)器105中的最終計(jì)數(shù)結(jié)果代表在16.384KHz休眠模式中主定時(shí)器103所花費(fèi)的所有時(shí)間。CPU101在退出休眠模式后將讀回計(jì)數(shù)器中儲(chǔ)存的數(shù)值。該數(shù)值用于校正主定時(shí)器103中的CDMA(及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間。最后CPU101停用SMT 105并對(duì)SMT 105進(jìn)行復(fù)位。
七、中斷控制器 應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)前CPU子系統(tǒng)中的中斷控制器106進(jìn)行擴(kuò)展，以增加最少兩個(gè)或更多的上述提到的中斷源。換句話說通用定時(shí)器104和休眠模式定時(shí)器105應(yīng)有各自的中斷，而不是共享一個(gè)。此外，主定時(shí)器103幀指示器中的Tick則直接來自于主定時(shí)器103，而不是通用定時(shí)器104。



圖1是休眠模式控制裝置組成框圖。
圖2是解調(diào)器主定時(shí)器的構(gòu)成框圖。
圖3是時(shí)鐘發(fā)生器的構(gòu)成框圖。
圖4是校準(zhǔn)定時(shí)示意圖。
圖5是進(jìn)入休眠模式定時(shí)示意圖。
圖6是退出休眠模式定時(shí)示意圖。
圖7是采用LFSR實(shí)現(xiàn)長PN碼的特例。
圖8是圖4所示的校準(zhǔn)定時(shí)示意圖中的信號(hào)說明。
圖9是圖5所示進(jìn)入休眠模式定時(shí)示意圖中的信號(hào)說明。
圖10是圖6所示退出休眠模式定時(shí)示意圖中的信號(hào)說明。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1圖1是本設(shè)計(jì)提出的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制裝置組成框圖。該休眠模式控制裝置由以下部件構(gòu)成(1)手機(jī)數(shù)字基帶中的微處理器ARM CPU--101；(2)時(shí)鐘發(fā)生器102；(3)解調(diào)器的主定時(shí)器103；(4)通用定時(shí)器104；(5)休眠定時(shí)器105；(6)中斷控制器106；(7)32KHz晶體振蕩器107；(8)電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO--108；(9)鍵盤及通用異步收發(fā)器UART--109。
對(duì)上述組成說明如下 (1)CPU 101與時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106、電壓控制溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO 108、休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105、主定時(shí)器103、DSP之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)CPU 101可對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；2)CPU 101可關(guān)閉VCTCXO 108；3)中斷控制器106可以喚醒處于休眠模式中的CPU 101；4)CPU 101使用來自時(shí)鐘發(fā)生器102的時(shí)鐘；5)CPU 101可發(fā)中斷給中斷控制器106；6)CPU 101可發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器102和主定時(shí)器103，使其進(jìn)入休眠模式；7)CPU 101可讀出時(shí)鐘發(fā)生器102中低頻時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)間；8)CPU 101可撤消時(shí)鐘發(fā)生器中的休眠指令。
(2)時(shí)鐘發(fā)生器102與CPU 101、主定時(shí)器103、32KHz晶體振蕩器107、電壓控制溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO 108、休眠定時(shí)器105、DSP之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)時(shí)鐘發(fā)生器102為CPU 101提供工作時(shí)鐘；2)CPU 101可發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器102，使其進(jìn)入休眠模式；3)時(shí)鐘發(fā)生器102向CPU 101提交低頻時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)間；4)時(shí)鐘發(fā)生器102可向主定時(shí)器103發(fā)送休眠信號(hào)；5)主定時(shí)器103可向時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送休眠請(qǐng)求；6)時(shí)鐘發(fā)生器102可使休眠定時(shí)器105開始工作；7)時(shí)鐘發(fā)生器102為主定時(shí)器103提供工作時(shí)鐘；8)時(shí)鐘發(fā)生器102也為通用定時(shí)器104、休眠定時(shí)器105、DSP及其它外設(shè)提供工作時(shí)鐘。
(3)主定時(shí)器103與CPU 101、時(shí)鐘發(fā)生器102、DSP之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)主定時(shí)器103使用來自時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)CPU 101可發(fā)指令給主定時(shí)器103，使其進(jìn)入休眠模式；3)時(shí)鐘發(fā)生器102可向主定時(shí)器103發(fā)送休眠信號(hào)；4)主定時(shí)器103可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；5)DSP可以通過提前或者延緩主定時(shí)器103來調(diào)整頻率誤差。
(4)通用定時(shí)器104與時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)通用定時(shí)器104使用來自時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)通用定時(shí)器104可向中斷控制器106發(fā)中斷。
(5)休眠定時(shí)器105與CPU 101、時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)CPU 101可對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；2)時(shí)鐘發(fā)生器102可發(fā)信號(hào)給休眠定時(shí)器105，使之開始和停止工作；3)時(shí)鐘發(fā)生器102也為休眠定時(shí)器105提供工作時(shí)鐘；4)休眠定時(shí)器可向中斷控制器106發(fā)中斷；5)CPU101可通過讀休眠定時(shí)器得到全部休眠時(shí)間。
(6)中斷控制器106與CPU 101、主定時(shí)器103、通用定時(shí)器104、休眠定時(shí)器105、VCTCXO 108、鍵盤及UART等外設(shè)109之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)鍵盤109或者休眠定時(shí)器105可向中斷控制器106發(fā)中斷；2)中斷控制器106可激活處于休眠模式的VCTCXO 108開始工作；3)中斷控制器106可喚醒處于休眠模式的CPU 101；4)通用定時(shí)器104可向中斷控制器106發(fā)中斷；5)CPU101可向中斷控制器106發(fā)中斷；6)主定時(shí)器向中斷控制器106發(fā)送供給操作系統(tǒng)的10毫秒中斷。
(7)32KHz晶體振蕩器107與時(shí)鐘發(fā)生器102之間存在接口，為時(shí)鐘發(fā)生器102提供32KHz時(shí)鐘源。
(8)VCTCXO 108與CPU 101、時(shí)鐘發(fā)生器102、中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)VCTCXO 108為時(shí)鐘發(fā)生器102提供高速時(shí)鐘源；2)中斷控制器106可激活處于休眠模式的VCTCXO 108開始工作；3)CPU 101可控制使VCTCXO處于禁用狀態(tài)。
(9)鍵盤及UART等外設(shè)109與中斷控制器106之間存在接口進(jìn)行通信，其鍵盤及UART等外設(shè)109可向中斷控制器106發(fā)中斷。
實(shí)施例2為實(shí)現(xiàn)手機(jī)在休眠模式下的較低功耗，要使用32KHz時(shí)鐘作為鍵盤和手機(jī)系統(tǒng)時(shí)間計(jì)時(shí)器在休眠模式下的工作時(shí)鐘。并且，精確地維護(hù)(3G、4G移動(dòng)通信)時(shí)隙尋呼模式下的手機(jī)系統(tǒng)時(shí)間，對(duì)無遺漏地接收時(shí)隙尋呼至關(guān)重要。時(shí)隙尋呼模式可分為以下四個(gè)階段校準(zhǔn)、進(jìn)入休眠模式、休眠模式、退出休眠模式。
在獲得與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的同步后，需通過軟件開始校準(zhǔn)手機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間。假如使用32.768KHz的晶振(誤差為20 ppm)，建議的最短校準(zhǔn)時(shí)間為500ms。32KHz時(shí)鐘自由運(yùn)行，而且該時(shí)鐘也可以被用于每日時(shí)間刷新。
休眠控制操作過程如下 1.進(jìn)入休眠模式 在校準(zhǔn)結(jié)束后手機(jī)應(yīng)進(jìn)入休眠模式，CPU 101將控制時(shí)鐘發(fā)生器102進(jìn)入休眠狀態(tài)。以下為進(jìn)入休眠模式的控制握手步驟 (1)CPU 101對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器105內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程； (2)時(shí)鐘發(fā)生器102在16.384KHz時(shí)鐘脈沖上升沿向主定時(shí)器103發(fā)送休眠信號(hào)； (3)主定時(shí)器103應(yīng)以碼片速率對(duì)最短及最長的PN碼率進(jìn)行更新。然后將主定時(shí)器103休眠請(qǐng)求MSTR_SLEEP_REQ信號(hào)發(fā)回至?xí)r鐘發(fā)生器102。
(4)時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)將工作時(shí)鐘(cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)/CK 16.384KHz(16.384KHz低速時(shí)鐘))降低到低速時(shí)鐘，并且將主定時(shí)器103休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT發(fā)送至主定時(shí)器103。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)將時(shí)鐘頻率從cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)轉(zhuǎn)換至CK 16.384KHz(16.384KHz低速時(shí)鐘)。同時(shí)時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)使休眠定時(shí)器105工作。CPU 101應(yīng)可以使用16.384 KHz的時(shí)鐘速率。
(5)主定時(shí)器應(yīng)切換至休眠模式，并設(shè)置短PN碼、長PN碼、幀序號(hào)，按每個(gè)時(shí)鐘周期(2*Rrate個(gè)PN碼片)進(jìn)行更新。
(6)CPU 101關(guān)閉VCTCXO 108； (7)移動(dòng)設(shè)備/終端進(jìn)入休眠模式。
2.休眠模式 在休眠模式下，大部分硬件模塊應(yīng)停止工作。以下為保持工作的硬件模塊(1)主定時(shí)器103的一部分；(2)時(shí)鐘發(fā)生器102的一部分；(3)休眠定時(shí)器105；(4)鍵盤或UART等外設(shè)109。
主定時(shí)器103應(yīng)以16.384KHz的時(shí)鐘速率、每時(shí)鐘周期2*Rrate個(gè)PN碼片，對(duì)長、短PN碼及幀序號(hào)進(jìn)行更新。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)向主定時(shí)器103提供16.384KHz的時(shí)鐘；休眠定時(shí)器105應(yīng)通過使用“累加”計(jì)數(shù)器對(duì)整個(gè)休眠周期進(jìn)行跟蹤(對(duì)計(jì)算VCTCXO 108預(yù)熱時(shí)間和休眠時(shí)間到期后設(shè)置時(shí)間來說，使用累加計(jì)數(shù)器非常重要)。CPU 101的中斷控制器109應(yīng)以約250Hz的時(shí)鐘速率保持監(jiān)視休眠模式下的鍵盤或UART等外設(shè)109活動(dòng)。
3.退出休眠模式 鍵盤或UART等外設(shè)109以及休眠定時(shí)器105產(chǎn)生的中斷將自動(dòng)激活VCTCXO 108開始工作并喚醒CPU 101。以下為退出休眠模式所必需的步驟 (1)當(dāng)出現(xiàn)鍵盤或UART等外設(shè)109，或者休眠定時(shí)器105產(chǎn)生的中斷時(shí)，CPU 101應(yīng)至少等待10毫秒直至VCTCXO 108穩(wěn)定。在此過程中CPU 101繼續(xù)工作在32KHz時(shí)鐘。
(2)CPU 101應(yīng)刪除休眠指令。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)等待16.384 KHz時(shí)鐘脈沖的上升沿后將解調(diào)器時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)切換至cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)時(shí)鐘頻率。同時(shí)時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)使主定時(shí)器103休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT無效，CPU 101工作在正常時(shí)鐘頻率(16.4MHz，19.68MHz或者24.6MHz)。
(3)休眠定時(shí)器105應(yīng)因?yàn)橥Ｓ弥鞫〞r(shí)器103休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT而無效。CPU 101應(yīng)通過讀休眠定時(shí)器105得到全部休眠時(shí)間。CPU 101應(yīng)計(jì)算出估計(jì)的頻率誤差并將相關(guān)信息發(fā)送至DSP。
(4)DSP可以通過提前或者延緩主定時(shí)器103來調(diào)整頻率誤差。
(5)啟動(dòng)搜索器； (6)指配接收機(jī)參數(shù)，例如Rake接收機(jī)的耙指(Finger)，接收尋呼消息。
實(shí)施例3如圖2所示，解調(diào)器主定時(shí)器103由以下部件構(gòu)成(1)手機(jī)數(shù)字基帶中的DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)201；(2)休眠控制器202；(3)分頻器203；(4)主校正值寄存器204；(5)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205；(6)長PN碼LFSR(線性反饋移位寄存)狀態(tài)存儲(chǔ)器206；(7)長PN掩碼生成器207；(8)ROM或可編程邏輯陣列PLA--208；(9)PCG及幀指示器209。
對(duì)上述組成說明如下 (1)DSP201與主校正值寄存器204、分頻器203、長PN掩碼生成器207之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)DSP 201可將計(jì)數(shù)校正值寫入主校正值寄存器204；2)DSP 201可將分頻器203的提前或延遲值寫入分頻器203；3)長PN掩碼生成器207可將長PN掩碼發(fā)送給DSP201。
(2)休眠控制器202與分頻器203、短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205、外部的時(shí)鐘生成器102、長PN掩碼生成器207之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)休眠控制器202可接收來自分頻器203輸出的碼片速率時(shí)鐘信號(hào)chipx1；2)休眠控制器202可發(fā)使能信號(hào)給短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205和長PN掩碼生成器207；3)休眠控制器202可接收外部時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠信號(hào)；4)休眠控制器202可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；5)休眠控制器202可接收外部時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠生成信號(hào)。
(3)分頻器203與外部時(shí)鐘發(fā)生器102、PCG及幀指示器209、休眠控制器202、DSP201之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)分頻器203接收來自時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)分頻器203可接收DSP201寫入分頻器203的提前或延遲值；3)分頻器203可為PCG及幀指示器209、休眠控制器202提供碼片速率時(shí)鐘chipx1。
(4)主校正值寄存器204與DSP201、短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205、PCG及幀指示器209之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)主校正值寄存器204接收并寄存來自DSP201的計(jì)數(shù)校正值；2)主校正值寄存器204將計(jì)數(shù)校正值發(fā)給短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205和PCG及幀指示器209。
(5)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205與主校正值寄存器204、外部時(shí)鐘發(fā)生器102、休眠控制器202、外部的搜索器、外部的耙指接收機(jī)、外部的解調(diào)器之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205接收來自主校正值寄存器204的計(jì)數(shù)校正值；2)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；3)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205接收來自休眠控制器202的使能信號(hào)；4)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器205可向外部的搜索器、外部的耙指接收機(jī)、外部的解調(diào)器發(fā)送短PN碼序號(hào)。
(6)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206與外部時(shí)鐘發(fā)生器102、休眠控制器202、ROM或可編程邏輯陣列PLA208之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘；2)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206接收來自休眠控制器202的使能信號(hào)；3)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206可發(fā)送長PN碼LFSR狀態(tài)給ROM或可編程邏輯陣列PLA208；4)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206可接收來自ROM或可編程邏輯陣列PLA208的輸出。
(7)長PN掩碼生成器207與長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206、DSP201之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)長PN掩碼生成器207接收來自長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206輸出的長PN碼LFSR狀態(tài)；2)長PN掩碼生成器207可發(fā)送長PN掩碼給DSP201。
(8)ROM或可編程邏輯陣列PLA208與長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)ROM或可編程邏輯陣列PLA208接收來自長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206輸出的長PN碼LFSR狀態(tài)；2)ROM或可編程邏輯陣列PLA208可向長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器206輸出。
(9)PCG及幀指示器209與分頻器203、主校正值寄存器204、外部時(shí)鐘發(fā)生器102之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)PCG及幀指示器209可接收來自分頻器203輸出的碼片速率時(shí)鐘信號(hào)chipx1；2)PCG及幀指示器209接收來自主校正值寄存器204的計(jì)數(shù)校正值；3)PCG及幀指示器209接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器102的工作時(shí)鐘。
在正常操作中，短PN碼序號(hào)和長PN碼狀態(tài)都要以碼片速率chip1x或cx1(碼片速率時(shí)鐘)操作。從chip1x(碼片速率時(shí)鐘)到32.768KHz之間的比率記作為Rrate。在休眠模式下使用32.768KHz時(shí)鐘速率，在每32KHz時(shí)鐘周期中無論長短PN碼都能前移Rrate個(gè)碼片。當(dāng)Rrate碼片不是整數(shù)時(shí)，可使用32KHz的二分之一，即16.384KHz(2*Rrate碼片)速率更新CDMA(或3G、4G)系統(tǒng)時(shí)間。也就是說在頻率為16.384Hz的每個(gè)時(shí)鐘周期中，長短PN碼都應(yīng)前移2*Rrate碼片。在正常操作過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)碼片速率對(duì)符號(hào)和幀序號(hào)進(jìn)行更新(在目前設(shè)計(jì)中是通過使用符號(hào)速率更新符號(hào)和幀序號(hào))。而在休眠模式操作過程中，符號(hào)和幀序號(hào)應(yīng)當(dāng)每2*Rrate碼片更新一次。在時(shí)鐘切換進(jìn)入休眠模式時(shí)，低頻時(shí)鐘上升沿比最后一次快速時(shí)鐘更新延遲約2*Rrate碼片。在時(shí)鐘切換退出休眠模式時(shí)，應(yīng)在休眠模式結(jié)束時(shí)的最后一個(gè)低頻時(shí)鐘上升沿更新2*Rrate碼片。
為使切換時(shí)間PN碼誤差最小化，使用一個(gè)監(jiān)視高頻時(shí)鐘時(shí)間位置的狀態(tài)機(jī)，以控制碼片速率與低頻之間的接口。在切換至低頻時(shí)鐘之前，碼片速率使能發(fā)信號(hào)至?xí)r鐘發(fā)生器102，表明主定時(shí)器103已經(jīng)可以進(jìn)入休眠模式。切換時(shí)間應(yīng)小于單個(gè)碼片時(shí)間。
該模塊應(yīng)添加至?xí)r鐘發(fā)生器102的接口。在收到時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠指令后，休眠控制器202將對(duì)最后一個(gè)chipx1進(jìn)行監(jiān)控，并立即將休眠請(qǐng)求發(fā)送至?xí)r鐘發(fā)生器102。當(dāng)該請(qǐng)求得到時(shí)鐘發(fā)生器102認(rèn)可后，長PN碼和短PN碼都能一直被激活。同時(shí)控制2*Rrate碼片加載的邏輯也應(yīng)被激活。
為使切換時(shí)間PN碼誤差最小化，使用一個(gè)監(jiān)視高頻時(shí)鐘位置的狀態(tài)機(jī)，以控制碼片速率與低頻之間的接口。在切換至低頻時(shí)鐘之前，碼片速率使能發(fā)信號(hào)至?xí)r鐘發(fā)生器102，表明主定時(shí)器103已經(jīng)可以進(jìn)入休眠模式。切換時(shí)間應(yīng)小于單個(gè)碼片時(shí)間。
該模塊應(yīng)添加至?xí)r鐘發(fā)生器102的接口。在收到時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)送的休眠指令后，休眠控制器202將對(duì)最后一個(gè)chipx1進(jìn)行監(jiān)控，并立即將休眠請(qǐng)求發(fā)送至?xí)r鐘發(fā)生器102。當(dāng)該請(qǐng)求得到時(shí)鐘發(fā)生器102認(rèn)可后，長PN碼和短PN碼都能一直被激活。同時(shí)控制2*Rrate碼片加載的邏輯也應(yīng)被激活。
長PN碼通過LFSR(線性反饋線性反饋移位寄存)方式實(shí)現(xiàn)。圖7給出采用LFSR實(shí)現(xiàn)長PN碼的一個(gè)例子。圖7是采用LFSR實(shí)現(xiàn)CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義的長PN狀態(tài)的多項(xiàng)式。
對(duì)于圖7描述的情況，在時(shí)刻n的寫成矢量形式S(n)的42個(gè)寄存器的狀態(tài)，可以表示為 其中g(shù)(k)在CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義如下 從另一方面看，既然轉(zhuǎn)移矩陣G僅僅由固定的多項(xiàng)式p(x)決定，并且永遠(yuǎn)為滿秩狀態(tài)，我們可以直接從S(n)中計(jì)算出S(n-m)或者S(n+m)值(其中m為正整數(shù))。
S(n-m)＝G-m·S(n) S(n+m)＝Gm·S(n) 從以上信息可以看出，可以用每16.384KHz時(shí)鐘周期加載到LFSR的G環(huán)回查表提前LFSR的2*Rrate碼片。因此需設(shè)計(jì)出控制加載過程的狀態(tài)機(jī)來加載LFSR狀態(tài)。
通用定時(shí)器(GPT)104主要用于跟蹤C(jī)DMA(以及3G或4G)幀定時(shí)。該定時(shí)由主定時(shí)器103控制。為了簡化采用32KHz時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)方案的接口，主定時(shí)器103應(yīng)當(dāng)發(fā)送10ms的Tick以及同步獲取信號(hào)至CPU 101。該10ms tick不在休眠模式下產(chǎn)生。
實(shí)施例4如圖3所示，時(shí)鐘發(fā)生器102由以下部件構(gòu)成(1)握手單元301；(2)鎖相環(huán)PLL--302；(3)校準(zhǔn)單元303；(4)復(fù)用器304；(5)復(fù)用器305；(6)復(fù)用器306；(7)復(fù)用器307；(8)脈沖吞沒控制器308；(9)除法單元309；(10)分頻器310；(11)壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO--108；(12)32KHz晶體振蕩器107；(13)模擬基帶BBA--313。
對(duì)上述組成說明如下 (1)握手單元301與復(fù)用器305、脈沖吞沒控制器308、除法單元309、分頻器310、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、外部解調(diào)器主定時(shí)器103、休眠定時(shí)器105之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)握手單元301接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘；2)握手單元301接收來自分頻器310的時(shí)鐘；3)握手單元301輸出控制信號(hào)給復(fù)用器305、脈沖吞沒控制器308、除法單元309；4)握手單元301接收來自外部解調(diào)器主定時(shí)器103的休眠請(qǐng)求信號(hào)；5)握手單元301發(fā)送休眠信號(hào)給外部解調(diào)器主定時(shí)器103；6)握手單元301發(fā)送休眠信號(hào)給外部解調(diào)器主定時(shí)器103和休眠定時(shí)器。
(2)鎖相環(huán)PLL302與復(fù)用器304、復(fù)用器305、除法單元309之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)鎖相環(huán)PLL302接收來自復(fù)用器304輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)；2)鎖相環(huán)PLL302輸出倍速時(shí)鐘信號(hào)給復(fù)用器305、除法單元309。
(3)校準(zhǔn)單元303與VCTCXO 108、分頻器3 10之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)校準(zhǔn)單元303接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；2)校準(zhǔn)單元303接收來自分頻器310的時(shí)鐘信號(hào)。
(4)復(fù)用器304與模擬基帶BBA 313、VCTCXO 108、鎖相環(huán)PLL 302之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器304接收來自模擬基帶BBA 313的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器304接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器304向鎖相環(huán)PLL302輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(5)復(fù)用器305與握手單元301、鎖相環(huán)PLL302、脈沖吞沒控制器308、外部的調(diào)制器之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器305接收來自鎖相環(huán)PLL302的倍速時(shí)鐘；2)復(fù)用器305接收來自握手單元301的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器305可向外部的調(diào)制器輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)復(fù)用器305接收來自脈沖吞沒控制器308的控制信號(hào)。
(6)復(fù)用器306與分頻器310、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、32KHz晶體振蕩器107之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器306接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器306接收來自32KHz晶體振蕩器107的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器306向分頻器310輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(7)復(fù)用器307與除法單元309、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、32KHz晶體振蕩器107、外部數(shù)字基帶的CPU101之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)復(fù)用器307接收來自除法單元309輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器307接收來自VCTCXO 108輸出的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器307接收來自32KHz晶體振蕩器107輸出的時(shí)鐘信號(hào)；4)復(fù)用器307向外部數(shù)字基帶的CPU101輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(8)脈沖吞沒控制器308與握手單元301、復(fù)用器305之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)脈沖吞沒控制器308接收來自握手單元301輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)脈沖吞沒控制器308向復(fù)用器305輸出控制信號(hào)。
(9)除法單元309與鎖相環(huán)PLL302、握手單元301、外部數(shù)字基帶DSP及其外設(shè)201、復(fù)用器307之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)除法單元309接收來自鎖相環(huán)PLL302輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)除法單元309接收來自握手單元301的時(shí)鐘信號(hào)；3)除法單元309向外部數(shù)字基帶DSP及其外設(shè)201輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)除法單元309向復(fù)用器307輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(10)分頻器310與復(fù)用器306、握手單元301之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)分頻器310接收來自復(fù)用器306輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)分頻器310向握手單元301輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(11)壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108與模擬基帶BBA313、復(fù)用器304、握手單元301、復(fù)用器306、復(fù)用器307之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)VCTCXO 108向模擬基帶BBA313輸出時(shí)鐘信號(hào)；2)VCTCXO 108向復(fù)用器304輸出時(shí)鐘信號(hào)；3)VCTCXO108向握手單元301輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)VCTCXO 108向復(fù)用器306輸出時(shí)鐘信號(hào)；5)VCTCXO108向復(fù)用器307輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(12)32KHz晶體振蕩器107與復(fù)用器306、復(fù)用器307之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)32KHz晶體振蕩器107向復(fù)用器306輸出時(shí)鐘信號(hào)；2)32KHz晶體振蕩器107向復(fù)用器307輸出時(shí)鐘信號(hào)。
(13)模擬基帶BBA313與壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、復(fù)用器304之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)模擬基帶BBA313接收來自VCTCXO 108輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)模擬基帶BBA313向復(fù)用器304輸出時(shí)鐘信號(hào)。
實(shí)施例5時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)提供在AFC時(shí)鐘源和休眠時(shí)鐘(16KHz)之間的時(shí)鐘校準(zhǔn)。在進(jìn)入休眠模式之前，時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)完成時(shí)鐘校準(zhǔn)，并向CPU101提交頻率誤差數(shù)據(jù)。CPU101應(yīng)發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器102和主定時(shí)器103，使其進(jìn)入休眠模式。時(shí)鐘發(fā)生器102應(yīng)在16KHz時(shí)鐘脈沖的下降沿切換到低頻時(shí)鐘。由CPU控制使VCTCXO (電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)108處于禁用狀態(tài)。此時(shí)啟用休眠定時(shí)器1 05跟蹤低頻時(shí)鐘的休眠時(shí)間。時(shí)鐘發(fā)生器102產(chǎn)生休眠模式的以下部件時(shí)鐘鍵盤109、主定時(shí)器103以及休眠定時(shí)器105。在高低頻時(shí)鐘轉(zhuǎn)換過程中不允許有假信號(hào)。
休眠過程中的任何CPU中斷都能激活VCTCXO(電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)108。CPU101應(yīng)將頻率誤差信息發(fā)送至DSP201。DSP201將會(huì)通過提前/延遲功能來校正主定時(shí)器103中的頻率誤差。
特別強(qiáng)調(diào)的是通用定時(shí)器(GPT)104不再用于跟蹤C(jī)DMA(以及3G或4G)幀定時(shí)。這樣的話GPT 104將是真正意義上的通用定時(shí)器。
32KHz晶體不如19MHz的VCTCXO(電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)精確。為了跟蹤32KHz晶體頻率偏差以在退出休眠模式時(shí)校正CDMA(以及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間，經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)就變得非常必要。在開始校準(zhǔn)前，CPU101應(yīng)通過加載一個(gè)標(biāo)稱以NSLOW_PER_CAL的寄存器確定用低頻時(shí)鐘(16KHz)周期數(shù)表示的校準(zhǔn)時(shí)間。如果N設(shè)置在該寄存器中，校準(zhǔn)將會(huì)持續(xù)N*256個(gè)低頻時(shí)鐘周期。校準(zhǔn)單元303將會(huì)在低頻時(shí)鐘激活后的第一個(gè)脈沖邊沿開始對(duì)VCTCXO周期進(jìn)行計(jì)數(shù)。在校準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，高頻時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)結(jié)果將會(huì)儲(chǔ)存在另一個(gè)標(biāo)稱以NFAST_PER_CAL的寄存器中，該寄存器可以被CPU 101讀取。CPU 101可以將這些信息傳遞到解調(diào)器主定時(shí)器103，用于休眠喚醒時(shí)糾正CDMA(以及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間。測量的低頻時(shí)鐘周期可通過以下關(guān)系式推算 NSLOW PER_CAL*256*Tslow＝NFAST_PER_CAL*Tfast±Tfast 其中Tslow為低頻時(shí)鐘周期，Tfast為高頻時(shí)鐘周期。NSLOW_PER_CAL寄存器為16位整型寄存器，而NFAST_PER_CAL寄存器為32位整型寄存器。以下圖4所示的校準(zhǔn)定時(shí)示意圖有助于更好地理解其中的操作過程。其中的nslow_reg[23:8]就是前面提到的NSLOW_PER_CAL，在每次校準(zhǔn)前應(yīng)由CPU 101設(shè)置。在校準(zhǔn)結(jié)束前，nfast_count[31:0]的內(nèi)容就是上面提到過的NFAST_PER_CAL，由CPU 101讀取用于頻率校正。
實(shí)施例6低、高頻時(shí)鐘間無干擾、快速、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換是低頻休眠模式運(yùn)轉(zhuǎn)的成功關(guān)鍵。VCTCXO時(shí)鐘為用于“握手”單元操作的主時(shí)鐘。用這種方式可使在確定數(shù)目的VCTCXO周期內(nèi)轉(zhuǎn)換的不確定性降到最低。
以下為關(guān)于時(shí)鐘握手的詳細(xì)描述。在進(jìn)入休眠模式時(shí)，CPU101會(huì)首先向時(shí)鐘發(fā)生器102發(fā)出休眠指令(ARM_SLEEP)。然后時(shí)鐘發(fā)生器102一直會(huì)等到檢測出第一個(gè)到達(dá)的16KHz時(shí)鐘的上升沿后將休眠指令(MSTR_SLEEP)發(fā)送至解調(diào)器主定時(shí)器103。主定時(shí)器103在其最后一個(gè)PN碼按碼片速率更新以后發(fā)回休眠請(qǐng)求(MSTR_SLEEP_REQ)。一旦時(shí)鐘發(fā)生器102接收到MSTR_SLEEP_REQ，時(shí)鐘發(fā)生器102將停用發(fā)送給解調(diào)器的cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)時(shí)鐘，并使其保持為低。時(shí)鐘發(fā)生器102將把MSTR_SLEEP_GNT同時(shí)發(fā)送至解調(diào)器DEMOD主定時(shí)器103和CPU休眠定時(shí)器105。然后時(shí)鐘發(fā)生器102在16KHz時(shí)鐘的第一個(gè)下降沿將調(diào)制器時(shí)鐘頻率切換至低頻時(shí)鐘頻率。隨后CPU將其時(shí)鐘切換至32.768KHz，并切斷VCTCXO電源，最后使它自己也進(jìn)入休眠狀態(tài)。圖5是進(jìn)入休眠模式定時(shí)示意圖。
在休眠模式中，來自鍵盤109或者休眠定時(shí)器105的中斷都會(huì)激活VCTCXO 108，并啟動(dòng)CPU 101。在VCTCXO 108頻率穩(wěn)定后，CPU 101將其時(shí)鐘頻率切換回正常時(shí)鐘頻率，并撤消時(shí)鐘發(fā)生器102中的休眠指令。時(shí)鐘發(fā)生器102會(huì)等到16KHz時(shí)鐘的第一個(gè)上升沿，然后使調(diào)制器時(shí)鐘(現(xiàn)在為16KHz)為低。此時(shí)MSTR_SLEEP_GNT被停用，同時(shí)激活cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)時(shí)鐘頻率發(fā)送給調(diào)制器。圖6是退出休眠模式定時(shí)示意圖。
休眠時(shí)間被定義為MSTR_SLEEP_GNT處于激活狀態(tài)(高電平)的時(shí)間。在MSTR_SLEEP_GNT處于激活狀態(tài)過程中，休眠定時(shí)器將一直按16KHz頻率計(jì)數(shù)。
為對(duì)低/高頻時(shí)鐘組合提供最大程度的靈活性，我們將支持四種不同的時(shí)鐘模式。在時(shí)鐘轉(zhuǎn)換過程中，最多會(huì)出現(xiàn)3個(gè)異步時(shí)鐘，其中，正常模式的cx16(16倍碼片速率時(shí)鐘)調(diào)制器時(shí)鐘是來自BBA313通過PLL 302產(chǎn)生的時(shí)鐘。由于上述原因，必須對(duì)握手單元進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)。此外由于我們?nèi)匀恍枰谔囟〞r(shí)鐘模式下對(duì)VCTCXO 108進(jìn)行分頻以提供cx1(碼片速率時(shí)鐘)低頻時(shí)鐘速率，因此時(shí)鐘握手單元301不能再采用32KHz與19MHz之間特定的比率。
實(shí)施例7在從休眠模式中喚醒后，CPU 101必須盡可能快地切換回正常速率。因?yàn)榈絍CTCXO 108穩(wěn)定需要一段預(yù)熱時(shí)間，VCTCXO 108必須在休眠模式下用來自于硬件無屏蔽中斷來加電，以此來減少等待時(shí)間。出于安全的考慮只能由CPU101來停用VCTCXO 108，但可由CPU 101或硬件中斷的二者之一來激活。
在16KHz休眠時(shí)鐘配置中，通用定時(shí)器(GPT)104將不再用于維護(hù)CDMA(以及3G或4G)符號(hào)計(jì)數(shù)以及幀定時(shí)。主要是由于按照目前設(shè)計(jì)在退出16KHz休眠模式后，主定時(shí)器103和同步通用時(shí)鐘會(huì)產(chǎn)生低效和冗余現(xiàn)象。所以采用主定時(shí)器103替代來承擔(dān)向CPU101發(fā)送供給操作系統(tǒng)的10毫秒中斷的任務(wù)。在通用定時(shí)器104和主定時(shí)器103之間沒有硬件接口信號(hào)。此時(shí)源自于時(shí)鐘發(fā)生器102的通用定時(shí)器將真正發(fā)揮其作用。它的時(shí)鐘頻率是可以在時(shí)鐘發(fā)生器102配置的，并且可根據(jù)工作情況設(shè)置于最為合適的時(shí)鐘頻率。因此它具有自己的發(fā)給CPU中斷控制器106的中斷。
休眠模式定時(shí)器(SMT)105僅在休眠模式下工作，即當(dāng)來自時(shí)鐘發(fā)生器102的MSTR SLEEP GNT信號(hào)處于高電平時(shí)。它主要由一個(gè)累加計(jì)數(shù)器和一個(gè)門限寄存器組成。24位計(jì)數(shù)器時(shí)鐘來自時(shí)鐘發(fā)生器102，頻率為16.384KHz。門限寄存器用于保存預(yù)期的，以16.384KHz時(shí)鐘周期計(jì)算的休眠時(shí)間。
在進(jìn)入休眠模式之前，CPU 101應(yīng)在門限寄存器中設(shè)置好預(yù)期休眠時(shí)間。然后通過激活SMT 105對(duì)計(jì)數(shù)電路進(jìn)行復(fù)位。但是計(jì)數(shù)器進(jìn)在MSTR SLEEP GNT處于高電平時(shí)才開始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)計(jì)數(shù)門限時(shí)，一個(gè)中斷將會(huì)發(fā)送至中斷控制器106。此時(shí)，計(jì)數(shù)器將繼續(xù)計(jì)數(shù)，直至MSTR_SLEEP_GNT變?yōu)榈碗娖健Ｐ菝吣Ｊ蕉〞r(shí)器105中的最終計(jì)數(shù)結(jié)果代表在16.384KHz休眠模式中主定時(shí)器103所花費(fèi)的所有時(shí)間。CPU101在退出休眠模式后將讀回計(jì)數(shù)器中儲(chǔ)存的數(shù)值。該數(shù)值用于校正主定時(shí)器103中的CDMA(及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間。最后CPU101停用SMT 105并對(duì)SMT 105進(jìn)行復(fù)位。
應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)前CPU子系統(tǒng)中的中斷控制器106進(jìn)行擴(kuò)展，以增加最少兩個(gè)或更多的上述提到的中斷源。換句話說通用定時(shí)器104和休眠模式定時(shí)器105應(yīng)有各自的中斷，而不是共享一個(gè)。此外，主定時(shí)器103幀指示器中的Tick則直接來自于主定時(shí)器103，而不是通用定時(shí)器104。
需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對(duì)本發(fā)明作了比較詳細(xì)的說明，但是這些說明，只是對(duì)本發(fā)明的簡單說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制裝置，其特征為，該休眠模式控制裝置由以下部件構(gòu)成
(1)手機(jī)數(shù)字基帶中的微處理器ARM CPU；
(2)時(shí)鐘發(fā)生器；
(3)解調(diào)器的主定時(shí)器；
(4)通用定時(shí)器；
(5)休眠定時(shí)器；
(6)中斷控制器；
(7)32KHz晶體振蕩器；
(8)電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO；
(9)鍵盤及通用異步收發(fā)器UART；
對(duì)上述組成說明如下
(1)CPU與時(shí)鐘發(fā)生器、中斷控制器、電壓控制溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO、休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器、主定時(shí)器、DSP之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)CPU可對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；2)CPU可關(guān)閉VCTCXO；3)中斷控制器可以喚醒處于休眠模式中的CPU；4)CPU使用來自時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘；5)CPU可發(fā)中斷給中斷控制器；6)CPU可發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器和主定時(shí)器，使其進(jìn)入休眠模式；7)CPU可讀出時(shí)鐘發(fā)生器中低頻時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)間；8)CPU可撤消時(shí)鐘發(fā)生器中的休眠指令；
(2)時(shí)鐘發(fā)生器與CPU、主定時(shí)器、32KHz晶體振蕩器、電壓控制溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO、休眠定時(shí)器、DSP之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)時(shí)鐘發(fā)生器為CPU提供工作時(shí)鐘；2)CPU可發(fā)指令給時(shí)鐘發(fā)生器，使其進(jìn)入休眠模式；3)時(shí)鐘發(fā)生器向CPU提交低頻時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)間；4)時(shí)鐘發(fā)生器可向主定時(shí)器發(fā)送休眠信號(hào)；5)主定時(shí)器可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；6)時(shí)鐘發(fā)生器可使休眠定時(shí)器開始工作；7)時(shí)鐘發(fā)生器為主定時(shí)器提供工作時(shí)鐘；8)時(shí)鐘發(fā)生器也為通用定時(shí)器、休眠定時(shí)器、DSP及其它外設(shè)提供工作時(shí)鐘；
(3)主定時(shí)器與CPU、時(shí)鐘發(fā)生器、DSP之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)主定時(shí)器使用來自時(shí)鐘發(fā)生器的工作時(shí)鐘；2)CPU可發(fā)指令給主定時(shí)器，使其進(jìn)入休眠模式；3)時(shí)鐘發(fā)生器可向主定時(shí)器發(fā)送休眠信號(hào)；4)主定時(shí)器可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；5)DSP可以通過提前或者延緩主定時(shí)器來調(diào)整頻率誤差；
(4)通用定時(shí)器與時(shí)鐘發(fā)生器、中斷控制器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)通用定時(shí)器使用來自時(shí)鐘發(fā)生器的工作時(shí)鐘；2)通用定時(shí)器可向中斷控制器發(fā)中斷；
(5)休眠定時(shí)器與CPU、時(shí)鐘發(fā)生器、中斷控制器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)CPU可對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；2)時(shí)鐘發(fā)生器可發(fā)信號(hào)給休眠定時(shí)器，使之開始和停止工作；3)時(shí)鐘發(fā)生器也為休眠定時(shí)器提供工作時(shí)鐘；4)休眠定時(shí)器可向中斷控制器發(fā)中斷；5)CPU可通過讀休眠定時(shí)器得到全部休眠時(shí)間；
(6)中斷控制器與CPU、主定時(shí)器、通用定時(shí)器、休眠定時(shí)器、VCTCXO、鍵盤及UART等外設(shè)之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)鍵盤或者休眠定時(shí)器可向中斷控制器發(fā)中斷；2)中斷控制器可激活處于休眠模式的VCTCXO開始工作；3)中斷控制器可喚醒處于休眠模式的CPU；4)通用定時(shí)器可向中斷控制器發(fā)中斷；5)CPU可向中斷控制器發(fā)中斷；6)主定時(shí)器向中斷控制器發(fā)送供給操作系統(tǒng)的10毫秒中斷；
(7)32KHz晶體振蕩器與時(shí)鐘發(fā)生器之間存在接口，為時(shí)鐘發(fā)生器提供32KHz時(shí)鐘源；
(8)VCTCXO與CPU、時(shí)鐘發(fā)生器、中斷控制器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)VCTCXO為時(shí)鐘發(fā)生器提供高速時(shí)鐘源；2)中斷控制器可激活處于休眠模式的VCTCXO開始工作；3)CPU可控制使VCTCXO處于禁用狀態(tài)；
(9)鍵盤及UART等外設(shè)與中斷控制器之間存在接口進(jìn)行通信，其鍵盤及UART等外設(shè)可向中斷控制器發(fā)中斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制裝置，其特征是，其中的主定時(shí)器由以下部件構(gòu)成
(1)手機(jī)數(shù)字基帶中的數(shù)字信號(hào)處理器DSP；
(2)休眠控制器；
(3)分頻器；
(4)主校正值寄存器；
(5)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器；
(6)長PN碼線性反饋移位寄存LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器；
(7)長PN掩碼生成器；
(8)ROM或可編程邏輯陣列PLA；
(9)PCG及幀指示器；
對(duì)上述組成說明如下
(1)DSP與主校正值寄存器、分頻器、長PN掩碼生成器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)DSP可將計(jì)數(shù)校正值寫入主校正值寄存器；2)DSP可將分頻器的提前或延遲值寫入分頻器；3)長PN掩碼生成器可將長PN掩碼發(fā)送給DSP；
(2)休眠控制器與分頻器、短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器、外部的時(shí)鐘生成器、長PN掩碼生成器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)休眠控制器可接收來自分頻器輸出的碼片速率時(shí)鐘信號(hào)chipx1；2)休眠控制器可發(fā)使能信號(hào)給短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器和長PN掩碼生成器；3)休眠控制器可接收外部時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送的休眠信號(hào)；4)休眠控制器可向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送休眠請(qǐng)求；5)休眠控制器可接收外部時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)送的休眠生成信號(hào)；
(3)分頻器與外部時(shí)鐘發(fā)生器、PCG及幀指示器、休眠控制器、DSP之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)分頻器接收來自時(shí)鐘發(fā)生器的工作時(shí)鐘；2)分頻器可接收DSP寫入分頻器的提前或延遲值；3)分頻器可為PCG及幀指示器、休眠控制器提供碼片速率時(shí)鐘chipx1；
(4)主校正值寄存器與DSP、短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器、PCG及幀指示器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)主校正值寄存器接收并寄存來自DSP的計(jì)數(shù)校正值；2)主校正值寄存器將計(jì)數(shù)校正值發(fā)給短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器和PCG及幀指示器；
(5)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器與主校正值寄存器、外部時(shí)鐘發(fā)生器、休眠控制器、外部的搜索器、外部的耙指接收機(jī)、外部的解調(diào)器之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器接收來自主校正值寄存器的計(jì)數(shù)校正值；2)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器的工作時(shí)鐘；3)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器接收來自休眠控制器的使能信號(hào)；4)短PN碼序號(hào)計(jì)數(shù)器可向外部的搜索器、外部的耙指接收機(jī)、外部的解調(diào)器發(fā)送短PN碼序號(hào)；
(6)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器與外部時(shí)鐘發(fā)生器、休眠控制器、ROM或可編程邏輯陣列PLA之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器的工作時(shí)鐘；2)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器接收來自休眠控制器的使能信號(hào)；3)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器可發(fā)送長PN碼LFSR狀態(tài)給ROM或可編程邏輯陣列PLA；4)長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器可接收來自ROM或可編程邏輯陣列PLA的輸出；
(7)長PN掩碼生成器與長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器、DSP之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)長PN掩碼生成器接收來自長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器輸出的長PN碼LFSR狀態(tài)；2)長PN掩碼生成器可發(fā)送長PN掩碼給DSP；
(8)ROM或可編程邏輯陣列PLA與長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)ROM或可編程邏輯陣列PLA接收來自長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器輸出的長PN碼LFSR狀態(tài)；2)ROM或可編程邏輯陣列PLA可向長PN碼LFSR狀態(tài)存儲(chǔ)器輸出；
(9)PCG及幀指示器與分頻器、主校正值寄存器、外部時(shí)鐘發(fā)生器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)PCG及幀指示器可接收來自分頻器輸出的碼片速率時(shí)鐘信號(hào)chipx1；2)PCG及幀指示器接收來自主校正值寄存器的計(jì)數(shù)校正值；3)PCG及幀指示器接收來自外部時(shí)鐘發(fā)生器的工作時(shí)鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制裝置，其特征是，其中的時(shí)鐘發(fā)生器由以下部件構(gòu)成
(1)握手單元；
(2)鎖相環(huán)PLL；
(3)校準(zhǔn)單元；
(4)復(fù)用器A；
(5)復(fù)用器B；
(6)復(fù)用器C；
(7)復(fù)用器D；
(8)脈沖吞沒控制器；
(9)除法單元；
(10)分頻器；
(11)壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO；
(12)32KHz晶體振蕩器；
(13)模擬基帶BBA；
對(duì)上述組成說明如下
(1)握手單元301與復(fù)用器B、脈沖吞沒控制器308、除法單元309、分頻器310、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、外部解調(diào)器主定時(shí)器103、休眠定時(shí)器105之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)握手單元301接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘；2)握手單元301接收來自分頻器310的時(shí)鐘；3)握手單元301輸出控制信號(hào)給復(fù)用器B、脈沖吞沒控制器308、除法單元309；4)握手單元301接收來自外部解調(diào)器主定時(shí)器103的休眠請(qǐng)求信號(hào)；5)握手單元301發(fā)送休眠信號(hào)給外部解調(diào)器主定時(shí)器103；6)握手單元301發(fā)送休眠信號(hào)給外部解調(diào)器主定時(shí)器103和休眠定時(shí)器；
(2)鎖相環(huán)PLL302與復(fù)用器A、復(fù)用器B、除法單元309之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)鎖相環(huán)PLL302接收來自復(fù)用器A輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)；2)鎖相環(huán)PLL302輸出倍速時(shí)鐘信號(hào)給復(fù)用器B、除法單元309；
(3)校準(zhǔn)單元303與VCTCXO 108、分頻器310之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)校準(zhǔn)單元303接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；2)校準(zhǔn)單元303接收來自分頻器310的時(shí)鐘信號(hào)；
(4)復(fù)用器A與模擬基帶BBA 313、VCTCXO 108、鎖相環(huán)PLL 302之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)復(fù)用器A接收來自模擬基帶BBA 313的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器A接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器A向鎖相環(huán)PLL302輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(5)復(fù)用器B與握手單元301、鎖相環(huán)PLL302、脈沖吞沒控制器308、外部的調(diào)制器之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)復(fù)用器B接收來自鎖相環(huán)PLL302的倍速時(shí)鐘；2)復(fù)用器B接收來自握手單元301的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器B可向外部的調(diào)制器輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)復(fù)用器B接收來自脈沖吞沒控制器308的控制信號(hào)；
(6)復(fù)用器C與分頻器310、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、32KHz晶體振蕩器107之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)復(fù)用器C接收來自VCTCXO 108的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器C接收來自32KHz晶體振蕩器107的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器C向分頻器310輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(7)復(fù)用器D與除法單元309、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、32KHz晶體振蕩器107、外部數(shù)字基帶的CPU101之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)復(fù)用器D接收來自除法單元309輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)復(fù)用器D接收來自VCTCXO 108輸出的時(shí)鐘信號(hào)；3)復(fù)用器D接收來自32KHz晶體振蕩器107輸出的時(shí)鐘信號(hào)；4)復(fù)用器D向外部數(shù)字基帶的CPU101輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(8)脈沖吞沒控制器308與握手單元301、復(fù)用器B之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)脈沖吞沒控制器308接收來自握手單元301輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)脈沖吞沒控制器308向復(fù)用器B輸出控制信號(hào)；
(9)除法單元309與鎖相環(huán)PLL302、握手單元301、外部數(shù)字基帶DSP及其外設(shè)201、復(fù)用器D之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)除法單元309接收來自鎖相環(huán)PLL302輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)除法單元309接收來自握手單元301的時(shí)鐘信號(hào)；3)除法單元309向外部數(shù)字基帶DSP及其外設(shè)201輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)除法單元309向復(fù)用器D輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(10)分頻器310與復(fù)用器C、握手單元301之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)分頻器310接收來自復(fù)用器C輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)分頻器310向握手單元301輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(11)壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108與模擬基帶BBA313、復(fù)用器A、握手單元301、復(fù)用器C、復(fù)用器D之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)VCTCXO 108向模擬基帶BBA313輸出時(shí)鐘信號(hào)；2)VCTCXO 108向復(fù)用器A輸出時(shí)鐘信號(hào)；3)VCTCXO 108向握手單元301輸出時(shí)鐘信號(hào)；4)VCTCXO 108向復(fù)用器C輸出時(shí)鐘信號(hào)；5)VCTCXO 108向復(fù)用器D輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(12)32KHz晶體振蕩器107與復(fù)用器C、復(fù)用器D之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)32KHz晶體振蕩器107向復(fù)用器C輸出時(shí)鐘信號(hào)；2)32KHz晶體振蕩器107向復(fù)用器D輸出時(shí)鐘信號(hào)；
(13)模擬基帶BBA313與壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO 108、復(fù)用器A之間存在接口進(jìn)行通信，其中1)模擬基帶BBA313接收來自VCTCXO 108輸出的時(shí)鐘信號(hào)；2)模擬基帶BBA313向復(fù)用器A輸出時(shí)鐘信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制裝置，其特征為，該裝置的休眠控制操作過程包含校準(zhǔn)、進(jìn)入休眠模式、休眠模式、退出休眠模式四個(gè)階段，其中
(1)進(jìn)入休眠模式
在校準(zhǔn)結(jié)束后手機(jī)應(yīng)進(jìn)入休眠模式，CPU將控制時(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)入休眠狀態(tài)，以下為進(jìn)入休眠模式的控制握手步驟
1)CPU對(duì)休眠定時(shí)計(jì)數(shù)器內(nèi)的全部休眠時(shí)間進(jìn)行編程；
2)時(shí)鐘發(fā)生器在16.384KHz時(shí)鐘脈沖上升沿向主定時(shí)器發(fā)送休眠信號(hào)；
3)主定時(shí)器應(yīng)以碼片速率對(duì)最短及最長的PN碼率進(jìn)行更新，然后將主定時(shí)器休眠請(qǐng)求MSTR_SLEEP_REQ信號(hào)發(fā)回至?xí)r鐘發(fā)生器；
4)時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)將工作時(shí)鐘降低到低速時(shí)鐘，并且將主定時(shí)器休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT發(fā)送至主定時(shí)器，時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)將時(shí)鐘頻率從16倍碼片速率時(shí)鐘轉(zhuǎn)換至16.384KHz低速時(shí)鐘，同時(shí)時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)使休眠定時(shí)器工作，CPU應(yīng)可以使用16.384KHz的時(shí)鐘速率；
5)主定時(shí)器應(yīng)切換至休眠模式，并設(shè)置短PN碼、長PN碼、幀序號(hào)，按每個(gè)時(shí)鐘周期2*Rrate個(gè)PN碼片進(jìn)行更新；
6)CPU關(guān)閉VCTCXO；
7)移動(dòng)設(shè)備/終端進(jìn)入休眠模式；
(2)休眠模式
在休眠模式下，大部分硬件模塊應(yīng)停止工作，以下為保持工作的硬件模塊
1)主定時(shí)器的一部分；
2)時(shí)鐘發(fā)生器的一部分；
3)休眠定時(shí)器；
4)鍵盤或UART等外設(shè)；
主定時(shí)器應(yīng)以16.384KHz的時(shí)鐘速率、每時(shí)鐘周期2*Rrate個(gè)PN碼片，對(duì)長、短PN碼及幀序號(hào)進(jìn)行更新；
時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)向主定時(shí)器提供16.384KHz的時(shí)鐘；
休眠定時(shí)器應(yīng)通過使用“累加”計(jì)數(shù)器對(duì)整個(gè)休眠周期進(jìn)行跟蹤；
CPU的中斷控制器應(yīng)以約250Hz的時(shí)鐘速率保持監(jiān)視休眠模式下的鍵盤或UART等外設(shè)活動(dòng)；
(3)退出休眠模式
鍵盤或UART等外設(shè)以及休眠定時(shí)器產(chǎn)生的中斷將自動(dòng)激活VCTCXO開始工作并喚醒CPU，以下為退出休眠模式所必需的步驟
1)當(dāng)出現(xiàn)鍵盤或UART等外設(shè)，或者休眠定時(shí)器產(chǎn)生的中斷時(shí)，CPU應(yīng)至少等待10毫秒直至VCTCXO穩(wěn)定，在此過程中CPU繼續(xù)工作在32KHz時(shí)鐘；
2)CPU應(yīng)刪除休眠指令，時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)等待16.384KHz時(shí)鐘脈沖的上升沿后將解調(diào)器時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)切換至16倍碼片速率時(shí)鐘頻率，同時(shí)時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)使主定時(shí)器休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT無效，CPU工作在正常時(shí)鐘頻率；
3)休眠定時(shí)器應(yīng)因?yàn)橥Ｓ弥鞫〞r(shí)器休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT而無效，CPU應(yīng)通過讀休眠定時(shí)器得到全部休眠時(shí)間，CPU應(yīng)計(jì)算出估計(jì)的頻率誤差并將相關(guān)信息發(fā)送至DSP；
4)DSP可以通過提前或者延緩主定時(shí)器來調(diào)整頻率誤差；
5)啟動(dòng)搜索器；
6)指配接收機(jī)參數(shù)，例如Rake接收機(jī)的耙指(Finger)，接收尋呼消息。
5. 一種用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制方法，該裝置的休眠控制操作過程包含時(shí)鐘校準(zhǔn)階段，其特征為
(1)校準(zhǔn)過程由終端數(shù)字基帶的CPU、低速時(shí)鐘周期計(jì)數(shù)器NSLOW_PER_CAL、時(shí)鐘校準(zhǔn)單元、高頻時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)器NFAST_PER_CAL共同完成；
(2)在開始校準(zhǔn)前，CPU應(yīng)通過加載NSLOW_PER_CAL寄存器確定用低頻時(shí)鐘周期數(shù)表示的校準(zhǔn)時(shí)間，如果N設(shè)置在該寄存器中，校準(zhǔn)將會(huì)持續(xù)N*256個(gè)低頻時(shí)鐘周期；
(3)校準(zhǔn)單元將會(huì)在低頻時(shí)鐘激活后的第一個(gè)脈沖邊沿開始對(duì)VCTCXO周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，在校準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，高頻時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)結(jié)果將會(huì)儲(chǔ)存在NFAST_PER_CAL寄存器中，該寄存器可以被CPU讀取，CPU可以將這些信息傳遞到解調(diào)器主定時(shí)器，用于休眠喚醒時(shí)糾正CDMA(以及3G或4G)系統(tǒng)時(shí)間；
(4)測量的低頻時(shí)鐘周期可通過以下關(guān)系式推算
NSLOW_PER_CAL*256*Tslow＝NFAST_PER_CAL*Tfast±Tfast
其中Tslow為低頻時(shí)鐘周期，Tfast為高頻時(shí)鐘周期，NSLOW_PER_CAL寄存器為16位整型寄存器，而NFAST_PER_CAL寄存器為32位整型寄存器。
6. 一種用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制方法，該裝置采用時(shí)鐘握手機(jī)制實(shí)現(xiàn)低、高頻時(shí)鐘間無干擾、快速、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換，其特征為
(1)進(jìn)入休眠模式的從高頻時(shí)鐘到低頻時(shí)鐘的轉(zhuǎn)換的握手機(jī)制
1)進(jìn)入休眠模式的高頻時(shí)鐘到低頻時(shí)鐘的轉(zhuǎn)換的握手過程由終端數(shù)字基帶的CPU、時(shí)鐘發(fā)生器、解調(diào)器主定時(shí)器共同實(shí)現(xiàn)；
2)在進(jìn)入休眠模式時(shí)，CPU會(huì)首先向時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)出休眠指令A(yù)RM_SLEEP；
3)然后時(shí)鐘發(fā)生器一直會(huì)等到檢測出第一個(gè)到達(dá)的16KHz時(shí)鐘的上升沿后將休眠指令MSTR_SLEEP發(fā)送至解調(diào)器主定時(shí)器；
4)主定時(shí)器在其最后一個(gè)PN碼按碼片速率更新以后發(fā)回休眠請(qǐng)求MSTR_SLEEP_REQ；
5)一旦時(shí)鐘發(fā)生器接收到休眠請(qǐng)求MSTR_SLEEP_REQ，時(shí)鐘發(fā)生器將停用發(fā)送給解調(diào)器的高速時(shí)鐘，并使其保持為低；
6)時(shí)鐘發(fā)生器將把休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT同時(shí)發(fā)送至解調(diào)器DEMOD主定時(shí)器和CPU休眠定時(shí)器；
7)然后時(shí)鐘發(fā)生器在16KHz時(shí)鐘的第一個(gè)下降沿將調(diào)制器時(shí)鐘頻率切換至低頻時(shí)鐘頻率；
8)隨后CPU將其時(shí)鐘切換至32.768KHz，并切斷壓控溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO電源，最后使它自己也進(jìn)入休眠狀態(tài)；
(2)退出休眠模式的從低頻時(shí)鐘到高頻時(shí)鐘的轉(zhuǎn)換的握手機(jī)制
1)退出休眠模式的從低頻時(shí)鐘到高頻時(shí)鐘的轉(zhuǎn)換的握手過程由終端數(shù)字基帶的CPU、時(shí)鐘發(fā)生器、鍵盤或休眠定時(shí)器及中斷處理器共同實(shí)現(xiàn)；
2)在休眠模式中，來自鍵盤或者休眠定時(shí)器的中斷都會(huì)激活壓控溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO，并啟動(dòng)CPU；
3)在壓控溫度補(bǔ)償晶振VCTCXO頻率穩(wěn)定后，CPU將其時(shí)鐘頻率切換回正常時(shí)鐘頻率，并撤消時(shí)鐘發(fā)生器中的休眠指令；
4)時(shí)鐘發(fā)生器會(huì)等到16KHz時(shí)鐘的第一個(gè)上升沿，然后使調(diào)制器時(shí)鐘為低，此時(shí)休眠生成信號(hào)MSTR_SLEEP_GNT被停用，同時(shí)激活高速時(shí)鐘發(fā)送給調(diào)制器。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的休眠模式控制方法和裝置。該休眠模式控制裝置由手機(jī)數(shù)字基帶中的微處理器CPU、時(shí)鐘發(fā)生器、解調(diào)器的主定時(shí)器、通用定時(shí)器、休眠定時(shí)器、中斷控制器、32KHz晶體振蕩器、電壓控制溫度補(bǔ)償晶體振蕩器VCTCXO、鍵盤及通用異步收發(fā)器UART等部件構(gòu)成。該休眠模式控制裝置支持3G、4G移動(dòng)通信時(shí)隙尋呼模式，其中包括實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘校準(zhǔn)、進(jìn)入休眠模式、休眠模式、退出休眠模式等機(jī)制。并且，該裝置還采用了時(shí)鐘握手機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)入休眠模式和退出休眠模式過程中的低、高頻時(shí)鐘間無干擾、快速、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H04Q7/32GK101252720SQ200710069438
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者許曉斌, 璟 王 申請(qǐng)人:浙江華立通信集團(tuán)有限公司