[發(fā)明專利]通信單元、集成電路和用于時(shí)鐘分布與同步的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910593428.4
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110677232A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡-斯特凡·維吉耶;克里斯蒂安·帕瓦奧莫雷拉;馬蒂·布沙耶
• 申請（專利權(quán)）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H04L7/033
• 分類號: H04L7/033;G01S7/35;G01S13/87;G01S13/93
• 代理公司: 11021 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 倪斌

描述一種通信單元(400，500)，其包括多個(gè)級聯(lián)裝置，所述級聯(lián)裝置包括以主從布置配置且被配置成處理發(fā)射信號和接收信號中的至少一個(gè)的至少一個(gè)主裝置和至少一個(gè)從屬裝置。所述至少一個(gè)主裝置包括：時(shí)鐘產(chǎn)生電路，其被配置成輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信號；調(diào)制器電路(562)，其聯(lián)接到所述時(shí)鐘產(chǎn)生電路且被配置成接收所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號和幀起始信號且將所述幀起始信號嵌入到所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號中以產(chǎn)生嵌入的經(jīng)調(diào)制主從時(shí)鐘信號(584)；且將所述嵌入的經(jīng)調(diào)制主從時(shí)鐘信號(584)發(fā)射到所述至少一個(gè)從屬裝置以在所述至少一個(gè)主裝置(510)與至少一個(gè)從屬裝置(520)之間使所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號和所述幀起始信號同步。

技術(shù)領(lǐng)域

技術(shù)領(lǐng)域涉及包括分布式主從布置的通信單元，例如雷達(dá)單元，和用于時(shí)鐘分布和同步的方法。本發(fā)明適用于但不限于雷達(dá)單元，比如汽車應(yīng)用，和其對應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

對用于車輛的主動(dòng)安全系統(tǒng)的需求日益增加。主動(dòng)安全系統(tǒng)每車需要多個(gè)雷達(dá)傳感器，每個(gè)雷達(dá)傳感器通常利用特定雷達(dá)技術(shù)工作。在汽車應(yīng)用中，主要使用多個(gè)集成電路(IC)，有時(shí)被稱作‘芯片’來構(gòu)建雷達(dá)傳感器。當(dāng)前趨勢為使用射頻(RF)互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)處理技術(shù)解決方案提供片上雷達(dá)系統(tǒng)(SoC)以便降低成本和功耗。

頻率經(jīng)調(diào)制連續(xù)波(Frequency-modulated continuous wave，F(xiàn)MCW)雷達(dá)傳感器發(fā)射調(diào)頻信號，且雷達(dá)接收器基本上同時(shí)接收到其回波。所接收到的回波接著與發(fā)射信號混合且產(chǎn)生具有以下頻率的低頻信號：

在混合器的輸出處的所謂的差頻(Fb)。通過分析差頻，可提取范圍參數(shù)(即，距目標(biāo)的距離)。

商用汽車?yán)走_(dá)傳感器通常包括多個(gè)接收器和發(fā)射器(其組合被稱作收發(fā)器(TRx))。微控制器(MCU)執(zhí)行收發(fā)器電路的數(shù)字控制和數(shù)字化數(shù)據(jù)的數(shù)字信號處理(例如快速傅里葉變換(FFT)和數(shù)字信號處理)以便將經(jīng)處理雷達(dá)數(shù)據(jù)輸出到車輛的MCU。

用于高度自動(dòng)式或全自主式駕駛的下一代高性能雷達(dá)解決方案將需要在方位角和高度兩者上遵守嚴(yán)格的雷達(dá)角分辨率要求。角分辨率直接與接收器天線的雷達(dá)系統(tǒng)數(shù)目和其相對于彼此的位置相關(guān)。當(dāng)前整體式雷達(dá)收發(fā)器IC通常經(jīng)約束以包含僅數(shù)個(gè)收發(fā)器信道，由于將較多收發(fā)器信道集成于同一芯片上的復(fù)雜度和成本和熱耗散問題基本上隨著所包括的IC的數(shù)目而增加。

為了實(shí)現(xiàn)方位角和高度的角分辨率的提高，可使用具有一主裝置和若干從屬裝置的多芯片組解決方案，如圖1中所示出。在此圖解說明中，已知雷達(dá)單元級聯(lián)兩個(gè)雷達(dá)收發(fā)器芯片。雷達(dá)收發(fā)器芯片中的一個(gè)經(jīng)定義為主裝置110，其包含聯(lián)接到發(fā)射天線112的第一組發(fā)射器電路和經(jīng)聯(lián)接以接收天線114的第一組接收器電路。主裝置110(或IC)將多個(gè)信號130提供到一個(gè)或多個(gè)從屬裝置120。以此方式，相干地級聯(lián)主裝置和若干從屬裝置以增大發(fā)射和接收信道的數(shù)目，由此使得能夠提高傳感器準(zhǔn)確度，從而改進(jìn)角分辨率。

每個(gè)主裝置110和從屬裝置120內(nèi)嵌若干接收器和發(fā)射器信道，且微控制器單元(MCU)用于組合從所有接收器接收到的所有數(shù)據(jù)，以及控制和編程主裝置110和從屬裝置120。主裝置110被布置成通過印刷電路板(PCB)100上的傳輸線將芯片外本地振蕩器(LO)信號140分配到其它雷達(dá)芯片(在此狀況下，另一個(gè)收發(fā)器芯片充當(dāng)從屬裝置120)。LO信號140用于不同發(fā)射器和接收器，且通常經(jīng)星形引導(dǎo)(即，經(jīng)由相等長度路徑引導(dǎo))到每個(gè)裝置以保證相同延遲和所有裝置(有時(shí)為單獨(dú)IC)之間的確切相位相干性。從屬裝置120(和其它(多個(gè))從屬裝置123)包含聯(lián)接到發(fā)射天線122的第二組發(fā)射器電路和經(jīng)聯(lián)接以接收天線124的第二組接收器電路。