[實(shí)用新型]一種用于電子設(shè)備的控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220330356.8
• 申請(qǐng)日: 2012-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN202795134U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹志光;馬宗超;陳閩林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 世意法(北京)半導(dǎo)體研發(fā)有限責(zé)任公司;國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F1/04
• 分類號(hào): G06F1/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型總體上涉及電子設(shè)備控制器領(lǐng)域，更具體地，涉及用于增強(qiáng)具有高精度時(shí)鐘的電子設(shè)備的穩(wěn)定性的裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于電子設(shè)備而言，穩(wěn)定性和魯棒性是重要的方面。存在用于衡量電子設(shè)備或系統(tǒng)穩(wěn)定性的過程。例如，電磁兼容性(Electro?Magnetic?Compatibility，EMC)測(cè)試過程被用于衡量電子設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并且不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。一般而言，EMC測(cè)試包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指電子系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不應(yīng)超過一定的限值；另一方面是指電子系統(tǒng)對(duì)于所在環(huán)境中存在的電磁干擾應(yīng)當(dāng)具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。又如，靜電釋放(Electro-Static?Discharge，ESD)測(cè)試過程被用于從靜電釋放以及靜電防護(hù)等角度衡量電子設(shè)備的穩(wěn)定性。

在實(shí)踐中，出于成本控制等方面的考慮，很多電子設(shè)備或系統(tǒng)采用低成本微控制器單元(Microcontroller?Unit，MCU)，例如不具有內(nèi)嵌鎖相環(huán)(PLL)的微控制器。這種MCU通常采用獨(dú)立于MCU的外部高速時(shí)鐘(例如，外部高精度石英晶體)來驅(qū)動(dòng)MCU核。外部時(shí)鐘能夠提供相對(duì)較高的時(shí)鐘精度，但是卻可能降低宿主設(shè)備的整體穩(wěn)定性和/或魯棒性，導(dǎo)致設(shè)備難以甚至無法通過EMC測(cè)試和/或ESD測(cè)試。

例如，在EMC測(cè)試中，電快速瞬變脈沖群抗擾度(Electrical?Fast?Transient/Burst，EFT/B)測(cè)試是一個(gè)重要的內(nèi)容，用于驗(yàn)證電子設(shè)備對(duì)諸如來自切換瞬態(tài)過程的各種類型瞬變騷擾的抗擾度。很多國(guó)家和/或地區(qū)制定了關(guān)于EFT/B的定量標(biāo)準(zhǔn)。例如，根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于例如單相電表的設(shè)備，必須通過土4千伏(KV)的EFT/B測(cè)試。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用外部高速時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)MCU核的電子設(shè)備往往難以通過EFT/B測(cè)試。

與此相對(duì)，如果采用MCU的內(nèi)部時(shí)鐘源(例如，MCU的內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào))來驅(qū)動(dòng)MCU核，通常可以提高整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定性，從而比較容易通過EMC測(cè)試、ESD測(cè)試等衡量電子設(shè)備穩(wěn)定性的測(cè)試。然而，MCU的內(nèi)部時(shí)鐘往往無法滿足時(shí)鐘精度方面的要求。可以理解，在一個(gè)數(shù)字設(shè)備或者含MCU的系統(tǒng)中，通常存在對(duì)時(shí)鐘精度具有較高要求的組件，它們可被稱為時(shí)敏(time-sensitive)組件。例如，作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘(Real-Time?Clock，RTC)的校準(zhǔn)源，需要在-40℃～85℃的溫度范圍上達(dá)到±5ppm的精度。又如，MCU中用于精確計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等組件也需要高于其他組件的時(shí)鐘精度。

這樣，目前電子設(shè)備的MCU中存在著兩難的境況。一方面，如果采用MCU外部的高速時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)MCU核和時(shí)敏組件，能夠滿足高時(shí)鐘精度的要求，但是難以確保設(shè)備的高穩(wěn)定性/魯棒性。另一方面，如果采用MCU內(nèi)部的高速時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)MCU核和時(shí)敏組件，能夠提高設(shè)備的穩(wěn)定性/魯棒性從而比較容易地通過諸如EMC測(cè)試、ESD測(cè)試之類的測(cè)試過程，但是可能無法滿足高時(shí)鐘精度方面的要求。

因此，本領(lǐng)域中需要一種增強(qiáng)具有高精度時(shí)鐘的電子設(shè)備的穩(wěn)定性的裝置，能夠同時(shí)滿足設(shè)備穩(wěn)定性要求和高時(shí)鐘精度要求，從而克服上述缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

為此，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供用于增強(qiáng)具有高精度時(shí)鐘的電子設(shè)備的穩(wěn)定性的裝置。

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種用于電子設(shè)備的控制器。該控制器包括：控制核；內(nèi)部時(shí)鐘源；以及至少一個(gè)時(shí)敏組件。控制核耦合至該內(nèi)部時(shí)鐘源，配置為由該內(nèi)部時(shí)鐘源產(chǎn)生的高速內(nèi)部HSI時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。至少一個(gè)時(shí)敏組件耦合至獨(dú)立于控制器的外部時(shí)鐘源，配置為由該外部時(shí)鐘源產(chǎn)生的高速外部HSE時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

根據(jù)某些實(shí)施例，該控制器還包括至少一個(gè)非時(shí)敏組件，耦合至內(nèi)部時(shí)鐘源，并且配置為由HSI時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

根據(jù)某些實(shí)施例，外部時(shí)鐘源包括晶體。該控制器還包括：信號(hào)調(diào)整器，耦合在至少一個(gè)時(shí)敏組件與晶體之間，配置用于將晶體產(chǎn)生的信號(hào)調(diào)整為方波形式以用作HSE時(shí)鐘信號(hào)。

根據(jù)某些實(shí)施例，信號(hào)調(diào)整器包括晶體振蕩器。

根據(jù)某些實(shí)施例，HSE時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)由耦合在外部時(shí)鐘源與至少一個(gè)時(shí)敏組件之間的至少一個(gè)管腳被饋送至至少一個(gè)時(shí)敏組件。

根據(jù)某些實(shí)施例，至少一個(gè)時(shí)敏組件包括計(jì)時(shí)器。控制器還包括：校準(zhǔn)器，耦合在內(nèi)部時(shí)鐘源與計(jì)時(shí)器之間，配置用于利用計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的計(jì)時(shí)信號(hào)對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘源進(jìn)行校準(zhǔn)。

根據(jù)某些實(shí)施例，內(nèi)部時(shí)鐘源包括阻容RC振蕩器。