[發(fā)明專利]時間測量裝置、微型控制器、程序以及時間測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210506255.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103135661B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安田晃輔
• 申請（專利權(quán)）人: 拉碧斯半導(dǎo)體株式會社
• 主分類號: G06F1/14
• 分類號: G06F1/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 李偉,舒艷君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及進行計算機處理的裝置中的使用了計時器的時間測量技術(shù)，尤其涉及適于以低成本進行高速動作時的時間測量動作的高精度化的時間測量裝置、微型控制器、程序以及時間測量方法。

背景技術(shù)

作為進行計算機處理的裝置，存在一種將計算機系統(tǒng)整體集成于1個半導(dǎo)體芯片的微型控制器。通常，該微型控制器具備多個用于生成動作時鐘的振蕩器，能夠根據(jù)目的、用途來切換CPU（Central Processing Unit）、計時器等外圍電路的動作時鐘。

例如，在通常動作中，為了抑制消耗電力而選擇低速的時鐘作為這些動作時鐘，需要以高速進行處理時，切換為高速的時鐘。

作為一個例子，在進行無線通信的系統(tǒng)中，在利用無線開始接收指令前，處于以低速的時鐘進行動作，等待接收指令的狀態(tài)。由此，能夠減少等待接收指令的狀態(tài)下的消耗電力。

這里，存在一種進行無線通信的系統(tǒng)，具有狀態(tài)以一定間隔發(fā)生變化，并利用無線發(fā)送該狀態(tài)的裝置a、和利用無線接收裝置a的狀態(tài)，以與裝置a相同的間隔切換與裝置a的狀態(tài)對應(yīng)的動作的裝置b，即使在因某些妨礙切斷了來自裝置a的無線時，裝置b也以以前接收到的間隔為基礎(chǔ)繼續(xù)動作。

在該系統(tǒng)中，為了裝置b在來自裝置a的無線被切斷的情況下也能夠與裝置a取得同步，需要準確地測量接收到的指令的時間間隔，該情況下，需要提高測量指令的時間間隔的計時器的精度。

作為用于該用途的安裝于微型控制器的時鐘振蕩器的代表，可以舉出晶體振蕩器、RC振蕩器。

晶體振蕩器是在外部附加石英振子來使用的振蕩器，能夠生成高精度的時鐘。

另外，RC振蕩器由于不需要在微型控制器的外部安裝部件，而能夠在內(nèi)部集成部件，因此能夠比晶體振蕩器更廉價地構(gòu)建。

但是，在RC振蕩器中，與晶體振蕩器相比，不能生成高精度的時鐘。因此，RC振蕩器不能用于需要準確的測量時間的用途。

為解決該問題，專利文獻1提出了下述技術(shù)，即在利用使用了RC振蕩器的計時器的情況下也可以進行準確的時間測量。使用圖15的時序圖來說明該專利文獻1所述的微型控制器的動作。

如圖15所示，根據(jù)因RC振蕩器的基本時鐘的上升而產(chǎn)生的中斷請求寄存器的中斷請求信號的上升，檢測RC振蕩器的時鐘的1個周期的前端（圖中，用帶圓圈的1表示）與1個周期的結(jié)束（圖中，用帶圓圈的2表示），進行該期間發(fā)生的高精度、高頻率的晶體振蕩器的基本時鐘的計數(shù)值（count值）的確認。

這樣，通過利用高精度、高頻率的晶體振蕩器，測量RC振蕩器的時鐘的1個周期，來求RC振蕩器的實際的準確的周期，并計算求得的實際的周期與RC振蕩器的正常時的周期（期待計數(shù)值）的比率，基于算出的比率來求修正系數(shù)。然后，通過將該修正系與以RC振蕩器作為輸入的計時器的計數(shù)值相乘，來進行基于計時器的測量時間的修正。

但是，該技術(shù)存在以下的問題。

第1個問題點在于下述方面，即專利文獻1的技術(shù)需要可以直接測量RC振蕩器的時鐘周期那樣的高頻率、且昂貴的石英振子，從而會喪失RC振蕩電路帶來的低成本化的優(yōu)點。

通常，晶體振蕩器的頻率越高，價格越昂貴，因此在以高頻率的振蕩時鐘動作的計算機系統(tǒng)中，對計時器的控制使用晶體振蕩器會提高成本。

因此，為了使微型控制器的動作能夠?qū)崿F(xiàn)廉價且高速化，優(yōu)選使RC振蕩器的時鐘高速化而用作系統(tǒng)時鐘。但是，該情況下，專利文獻1的技術(shù)還需要高頻率的石英振子。

此外，在專利文獻1的微型控制器中，雖然選擇晶體振蕩器的時鐘作為高速動作時的系統(tǒng)時鐘而使用，但為使該微型控制器更高速地動作，需要昂貴的晶體振蕩器，因此成本變高。

第2個問題點在于下述方面，即、在利用專利文獻1的技術(shù)求準確的修正系數(shù)時，RC振蕩器必須比晶體振蕩器的頻率低，因此不能提高以該低頻率的RC振蕩器的基本時鐘為輸入的計時器的分辨能力。

在提高計時器的分辨能力時，必須使用使高頻率的基本時鐘振蕩的RC振蕩器。RC振蕩器是高頻率的也是較廉價的，在專利文獻1的技術(shù)中，為了提高計時器的分辨能力，必須同時使用高頻率的晶體振蕩器，因此成本會變高。

此外，如專利文獻1中記載的那樣，若對RC振蕩器的頻率進行分頻，則使用低頻率的晶體振蕩器也能夠提高計時器的分辨能力。但是，該情況下，必須新增加分頻器。此外，作為分頻器，例如存在專利文獻2所述的分頻器。