Коррекция тактового генератора низкой точности - RU2579716C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электронным устройствам, использующим генератор для отсчета времени. А именно, изобретение относится к способу поддержания отсчета времени, когда устройство находится в режиме низкого потребления энергии.

Уровень техники

Известно, например, из US-6650189, применение кварцевого генератора для генерирования тактов в переносном электронном устройстве. Также известно, что для продления срока службы батареи устройства в режиме ожидания всякий раз, когда это возможно, отключается питание кварцевого генератора. При нахождении устройства в режиме ожидания для генерирования необходимых тактовых интервалов используют альтернативный маломощный генератор. Кроме того, маломощный генератор калибруют относительно кварцевого генератора через постоянные интервалы. Результат калибровки затем используют во время следующего межкалибровочного периода, когда указанный маломощный генератор используют для генерирования необходимых тактовых интервалов.

Однако недостатком типичного маломощного генератора является не только то, что он имеет широкие допуски, но также наличие существенного дрейфа в зависимости от температуры и напряжения. Это приводит к тому, что могут накапливаться существенные погрешности в значении отсчета времени, получаемом из указанного маломощного генератора.

Раскрытие изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ работы электронного устройства, содержащего первый генератор и второй генератор, содержащий:

в обычном режиме работы отсчет времени, основанный на выходном сигнале первого генератора; и

в режиме работы с низким потреблением энергии отсчет времени, основанный на выходном сигнале второго генератора; и дополнительно содержащий в режиме работы с низким потреблением энергии повторное выполнение:

калибровки второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата,

повторную калибровку второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата,

определение поправки по первому и второму калибровочным результатам, и последующее применение поправки при отсчете времени, основанном на выходном сигнале второго генератора.

Этап определения поправки может содержать определение ожидаемого значения калибровки между первым и вторым генераторами для периода, следующего за вторым калибровочным периодом, основанное на разности между первым и вторым калибровочными результатами.

Способ может дополнительно содержать, после применения поправки: повторную калибровку второго генератора по первому генератору во время третьего калибровочного периода времени;

определение погрешности поправки, примененной после второго калибровочного периода времени; и

определение на основе определенной погрешности поправки продолжительности первого времени ожидания до выполнения следующей повторной калибровки.

Указанный этап определения продолжительности первого времени ожидания может содержать увеличение первого времени ожидания, если определенная погрешность поправки меньше, чем первая пороговая величина, и может содержать уменьшение первого времени ожидания, если определенная погрешность поправки больше, чем вторая пороговая величина.

Способ может также содержать, после применения поправки:

повторную калибровку второго генератора по первому генератору во время третьего периода для получения третьего калибровочного результата;

определение второй поправки по второму и третьему калибровочным результатам;

определение разности между первой и второй поправками; и

определение, основанное на определенной разности между первой и второй поправками, продолжительности второго времени ожидания до следующей калибровки.

Указанный этап определения продолжительности второго времени ожидания до следующей повторной калибровки может содержать увеличение второго времени ожидания, если определенная разность между первой и второй поправками меньше, чем третья пороговая величина, и может содержать уменьшение второго времени ожидания, если выявленная разность между первой и второй поправками больше, чем четвертая пороговая величина.

Указанный способ может содержать:

вход в режим работы с низким потреблением энергии после окончания стабилизационного периода, следующего за выключением электронного устройства.

Указанный способ может дополнительно содержать в режиме работы с низким потреблением энергии:

выключение первого генератора после каждой калибровки.

Когда электронное устройство получает энергию от первого источника энергии, способ может дополнительно содержать:

детектирование того, был ли первый источник энергии извлечен из устройства; и

если первый источник энергии был извлечен из устройства, то прекращение калибровки второго генератора по первому генератору до тех пор, пока первый источник энергии или другой источник энергии не будет вставлен на место удаленного первого источника энергии.

Способ может дополнительно содержать:

основанное на поправке, определенной по первому и второму калибровочным результатам, применение ретроспективного поправочного значения ко времени, которое было отсчитано на основании выходного сигнала второго генератора во время периода между вторым и третьим калибровочными периодами.

Согласно второму аспекту изобретения, обеспечивают электронное устройство, содержащее первый генератор и второй генератор, и содержащее:

счетчик для отсчета времени на основе выходного сигнала первого генератора в обычном режиме работы, и для отсчета времени на основе выходного сигнала второго генератора в режиме работы с низким потреблением энергии, и

процессор для повторного выполнения в режиме работы с низким потреблением энергии:

калибровки второго генератора по первому генератору во время первого периода времени для получения первого калибровочного результата,

повторной калибровки второго генератора по первому генератору во время второго периода времени по истечении первого межкалибровочного периода для получения второго результата калибровки,

определение значения поправки по результатам первой и второй калибровки, и последующее применение поправки при отсчете времени на основе выходного сигнала второго генератора.

Преимущество такого устройства заключается в получении более точных значений отсчета времени.

В третьем аспекте изобретения предложен способ работы электронного устройства, содержащего первый генератор и второй генератор. Указанный способ содержит:

включение в начале первого калибровочного периода времени первого генератора и калибровку второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода для получения первого калибровочного результата, представляющего первую частоту второго генератора, во время первого калибровочного периода; и последующее

выключение в конце первого калибровочного периода первого генератора; и последующий

отсчет колебаний второго генератора до тех пор, пока не будет достигнуто первое значение отсчета; и последующее

включение в начале второго калибровочного периода времени первого генератора и калибровка второго генератора по первому во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, представляющего вторую частоту второго генератора, во время второго калибровочного периода времени; и

выключение в конце второго калибровочного периода времени первого генератора; и

обеспечение временного параметра, представляющего будущий момент времени, и оценку, на основе указанных первого и второго калибровочных результатов и указанного первого значения отсчета колебаний, второго значения отсчета колебаний второго генератора, подлежащего отсчету после окончания второго калибровочного периода для достижения указанного будущего момента времени;

отсчет колебаний второго генератора до достижения указанного второго значения отсчета и последующую инициацию первого действия.

Используя указанный способ, получают две калибровки, которые дают информацию об изменении частоты второго генератора от первого до второго калибровочного периода времени, что представляет дрейф частоты второго генератора. Основываясь на указанной информации, можно более точно установить соотношение между колебаниями второго генератора и реально прошедшим временем. Так, если событие произошло, скажем, через 1 секунду после второй калибровки, результаты первой и второй калибровки легко можно использовать для расчета количества колебаний второго генератора, которые он должен совершить за 1 секунду реального времени. Отметим, что знание первого и второго результатов калибровки позволяют сделать предположение о будущей частоте второго генератора следом за второй калибровкой. Так, продолжающийся дрейф показаний второго генератора по этой причине легко учесть при определении количества колебаний, которое должен совершить второй генератор.

В беспроводных коммуникационных системах, например, описанный выше способ может быть встроен в беспроводной телефон, что позволит телефону переходить из режима энергосбережения, когда первый генератор выключен, в активный режим, когда радио в телефоне может связаться с сетью, в более точное время, чем при использовании существующих способов.

Указанный будущий момент времени может быть началом следующих калибровочных периодов времени, тогда первое действие состоит в инициации переключения первого генератора на подготовку к калибровке второго генератора по первому генератору для получения следующего калибровочного результата.

Время между первым и вторым калибровочными периодами, или первое межкалибровочное время, может быть достигнуто определением первого значения отсчета, равного первой частоте второго генератора, умноженной на требуемое первое межкалибровочное время.

Четвертый аспект изобретения обеспечивает устройство, соответствующее способам третьего аспекта изобретения. Соответственно, четвертый аспект обеспечивает электронное устройство, содержащее

первый генератор и второй генератор,

счетчик для отсчета колебаний второго генератора;

процессор, сконфигурированный для:

включения в начале первого калибровочного периода времени первого генератора и калибровки второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата, представляющего первую частоту второго генератора, во время первого калибровочного периода времени; и последующего выключения в конце первого калибровочного периода времени первого генератора; и последующей

инициации отсчета колебаний второго генератора в первом счетчике до достижения первого значения отсчета; и последующего

включения в начале второго калибровочного периода времени первого генератора и калибровки второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, представляющего вторую частоту второго генератора, во время второго калибровочного периода времени; и

выключения в конце второго калибровочного периода времени первого генератора; и

оценки, на основе временного параметра, представляющего будущий момент времени, и на основе первого и второго калибровочных результатов и первого значения отсчета колебаний, второго значения отсчета колебаний второго генератора, подлежащего отсчету после окончания второго калибровочного периода с целью достижения указанного будущего момента времени, и;

инициации первого действия по достижении второго значения отсчета.

Пятый аспект изобретения обеспечивает другой способ работы электронного устройства, содержащего первый генератор и второй генератор. Указанный способ содержит:

включение в начале первого калибровочного периода первого генератора, если он находится в выключенном состоянии, и калибровку второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата, представляющего первую частоту второго генератора во время первого калибровочного периода времени; и последующее

выключение в конце первого калибровочного периода времени первого генератора; и последующий

отсчет колебаний второго генератора до тех пор, пока не будет достигнуто первое значение счета; и последующее

включение в начале второго калибровочного периода времени первого генератора и калибровку второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, представляющего вторую частоту второго генератора, во время второго калибровочного периода времени; и

выключение в конце второго калибровочного периода времени первого генератора и включение в начале третьего калибровочного периода времени первого генератора, и калибровка второго генератора по первому генератору во время третьего калибровочного периода времени для получения третьего калибровочного результата, представляющего третью частоту второго генератора, во время третьего калибровочного периода времени; и последующее выключение в конце третьего калибровочного периода времени первого генератора; и

определение, основанное на разности между третьим калибровочным результатом и ожидаемым третьим калибровочным результатом, полученным из первого и второго калибровочных результатов, продолжительности первого времени ожидания до следующего калибровочного периода времени.

Данный аспект позволяет изменять продолжительность периода между калибровками после выполнения трех калибровок. Если третий калибровочный результат отличается от ожидаемого значения, тогда время ожидания до следующей калибровки может быть скорректировано.

Ожидаемый третий калибровочный результат обычно определяют путем экстраполяции первого и второго калибровочных результатов на третий калибровочный период времени, например, путем линейной экстраполяции.

Если разность между третьей частотой и частотой, соответствующей ожидаемому третьему калибровочному результату, меньше, чем третье пороговое значение, тогда этап определения продолжительности первого времени ожидания содержит увеличение первого времени ожидания.

Если разность между третьей частотой и частотой, соответствующей ожидаемому третьему калибровочному результату, больше, чем четвертое пороговое значение, тогда этап определения продолжительности первого времени ожидания содержит уменьшение первого времени ожидания.

Указанное электронное устройство может получать энергию от съемного источника, например батареи, тогда предпочтительно детектируют, был ли извлечен источник энергии из устройства. Если источник энергии был извлечен из устройства, то калибровку следует прекратить из-за необходимости выключения первого генератора для сбережения энергии. Соответственно, любая калибровка второго генератора относительно первого генератора прекращается.

Шестой аспект настоящего изобретения обеспечивает устройство, соответствующее способам пятого аспекта изобретения. Соответственно, шестой аспект обеспечивает электронное устройство, содержащее:

первый генератор и второй генератор,

счетчик для отсчета колебаний второго генератора;

процессор, сконфигурированный для:

включения в начале первого калибровочного периода времени первого генератора, если он находится в выключенном состоянии, и калибровки второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата, представляющего первую частоту второго генератора во время первого калибровочного периода времени; и последующего

выключения в конце первого калибровочного периода времени первого генератора; и последующей

инициации отсчета колебаний второго генератора в первом счетчике до достижения первого значения отсчета; и последующего

включения в начале второго калибровочного периода времени первого генератора и калибровки второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, представляющего вторую частоту второго генератора, во время второго калибровочного периода времени; и

выключения в конце второго калибровочного периода времени первого генератора; и включения в начале третьего калибровочного периода времени первого генератора, и калибровки второго генератора по первому генератору во время третьего калибровочного периода времени для получения третьего калибровочного результата, представляющего третью частоту второго генератора, во время третьего калибровочного периода времени; и последующего

выключения в конце третьего калибровочного периода времени первого генератора; и

определения, на основе разности между третьим калибровочным результатом и ожидаемым третьим калибровочным результатом, полученным из первого и второго калибровочных результатов, продолжительности первого времени ожидания до следующего калибровочного периода.

Седьмой аспект изобретения представляет собой способ определения степени температурной устойчивости электронного устройства, содержащего первый и второй генераторы. Указанный способ содержит:

включение в начале первого калибровочного периода времени первого генератора, если он находится в выключенном состоянии, и калибровку второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата, представляющего первую частоту второго генератора, во время первого калибровочного периода времени; и последующее

выключение в конце первого калибровочного периода времени первого генератора; и последующий

отсчет колебаний второго генератора до достижения первого значения отсчета; и последующее

включение в начале второго калибровочного периода времени первого генератора и калибровку второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, представляющего вторую частоту второго генератора, во время второго калибровочного периода времени; и

выключение в конце второго калибровочного периода времени первого генератора; и

включение в начале третьего калибровочного периода времени первого генератора и калибровку второго генератора по первому генератору во время третьего калибровочного периода времени для получения третьего калибровочного результата, представляющего третью частоту второго генератора, во время третьего калибровочного периода времени; и последующее выключение в конце третьего калибровочного периода времени первого генератора; и

определение степени температурной устойчивости путем сравнения первого, второго и третьего калибровочных результатов.

Из-за изменений температуры в электронном устройстве может происходить дрейф частоты второго генератора. В таких случаях, как отключение питания мобильного телефона, происходит ряд температурных изменений, например, в чипе, который содержит второй генератор, что вызывает дрейф частоты второго генератора. При мониторинге температуры может быть принято решение об отсчете колебаний первого генератора для периода, следующего за отключением питания, а затем о переключении на второй генератор при стабилизации температуры. Тогда указанный первый генератор также может быть выключен.

Контроль температуры на предмет ее устойчивости может быть осуществлен, например, путем сравнения скорости изменения, ассоциированной с первым калибровочным результатом и вторым результатом, и скорости изменения, ассоциированной со вторым калибровочным результатом и третьим калибровочным результатом.

Восьмой аспект изобретения обеспечивает устройство, соответствующее способам седьмого аспекта изобретения. Соответственно, восьмой аспект обеспечивает электронное устройство, содержащее:

первый генератор и второй генератор,

счетчик для отсчета колебаний второго генератора;

процессор, сконфигурированный для:

включения в начале первого калибровочного периода времени первого генератора, если он находится в выключенном состоянии, и калибровки второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата, представляющего первую частоту второго генератора, во время первого калибровочного периода времени; и последующего

выключения в конце первого калибровочного периода времени первого генератора; и последующей

инициации отсчета колебаний второго генератора в первом счетчике до достижения первого значения отсчета; и последующего

включения в начале второго калибровочного периода времени первого генератора и калибровки второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, представляющего вторую частоту второго генератора, во время второго калибровочного периода времени; и

выключения в конце второго калибровочного периода времени первого генератора; и

включения в начале третьего калибровочного периода времени первого генератора и калибровки второго генератора по первому генератору во время третьего калибровочного периода времени для получения третьего калибровочного результата, представляющего третью частоту второго генератора, во время третьего калибровочного периода времени; и последующего

выключения в конце третьего калибровочного периода времени первого генератора; и

определения степени температурной устойчивости путем сравнения первого, второго и третьего калибровочных результатов.

Как упоминалось ранее, определение температурной устойчивости предпочтительно осуществляют путем контроля скорости изменения калибровочных результатов от одной калибровки к следующей.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана структурная схема, иллюстрирующая электронное устройство согласно одному из аспектов изобретения.

На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая способ согласно одному из аспектов изобретения.

На фиг. 3 показана динамика изменения, иллюстрирующая стадию способа по фиг. 2.

На фиг. 4 показана динамика изменения, иллюстрирующая следующую стадию способа по фиг. 2.

На фиг. 5 показано другое электронное устройство согласно одному из аспектов изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показано электронное устройство в виде коммуникационного мобильного устройства 10, такого как мобильный телефон, хотя изобретение в равной мере применимо для любого другого электронного устройства, например портативного компьютера или другого подобного устройства.

В данном примере, в котором электронное устройство представляет собой коммуникационное мобильное устройство, содержащее беспроводную приемопередающую схему (TRX) 12 и пользовательский интерфейс 14, такой как сенсорный экран или устройства с раздельным клавишным полем и дисплеем, оба работающие под управлением процессора 16.

Указанное устройство 10 также содержит схему 18 тактового генератора, схематично представленную на фиг. 1, и устройство, содержащее схему 18 тактового генератора, получает энергию от батареи 20.

Указанная схема 18 тактового генератора содержит первый генератор в виде контура 22 основного генератора, генерирующего тактовые сигналы с известной частотой и точностью, приемлемой для всех целей применения устройства 10, использующего кварцевый генератор 24. Энергию от батареи подают в контур 22 основного генератора через точку 26 подачи питания.

В режиме работы устройства 10, контур 22 основного генератора используют в различных целях, включая генерирование сигналов с частотами, необходимыми для передачи и приема сигналов радиочастот приемопередающей схемой 12. Такое применение контура 22 основного генератора является общепринятым и здесь не раскрыто в подробностях.

Кроме того, контур 22 основного генератора используют для поддержания отсчета, который может быть использован для индикации истинного времени. Таким образом, сигнал тактового генератора от контура 22 основного генератора применяют в делителе 28 для генерирования сигнала известной частоты, например 32,768 кГц, и этот сигнал известной частоты проводят через переключатель 30 в счетчик 32 импульсов генератора истинного времени. Значение отсчета в счетчике 32 в любой момент может быть использовано для индикации истинного времени. Например, если пользователь устройства желает установить оповещающий сигнал, то установленное время сигнала оповещения может быть преобразовано в 32-битное значение времени и сохранено в регистре 34. Значения времени, установленные в устройстве 10 для других событий с оповещающим сигналом, например для таймерного включения устройства для проверки постраничных событий или других фоновых действий в режиме ожидания, также могут быть сохранены в регистре 34.

Компаратор 36 затем сравнивает значение времени оповещающего сигнала, хранящееся в регистре 34, со значением отсчета в счетчике 32. Когда эти значения равны, устройство определяет, что истинное время достигло установленного времени оповещения. В случае, когда оповещающий сигнал установлен пользователем, может быть сгенерирован оповещающий сигнал. В случае оповещения о событии, генерируемом внутри устройства 10, сигнал может быть сгенерирован так, чтобы инициировать необходимые действия.

Когда устройство выключено, контур 22 основного генератора потребляет слишком много энергии для поддержания его полезных опций, и, таким образом, вместо этого в варианте осуществления изобретения энергия в режиме ожидания с низким потреблением энергии поступает от батареи 20 во второй генератор в виде контура 38 маломощного генератора, который может быть выполнен, например, в виде резистивно-емкостного (RC) контура, полностью интегрированного в интегральную микросхему (ASIC - Application Specific Integrated Circuit) прикладной ориентации, содержащую другие компоненты электронного устройства. Маломощный (LP-low power) генератор 38 генерирует тактовые сигналы, имеющие номинальную частоту, однако маломощный генератор 38 имеет расширенный допуск и, более того, имеет место существенный дрейф действительной частоты тактового сигнала от изменений температуры и напряжения. Раскрытый здесь процесс калибровки означает, что указанные погрешности могут быть скомпенсированы непосредственно при использовании устройства без необходимости какой-либо заводской калибровки.

В режиме ожидания управляющий контур 40 вызывает перемещение переключателя 30 во второе положение, так что сигнал тактового генератора от маломощного генератора 38, после прохождения через компенсационный блок 42, ведут в RTC-счетчик 32, и используют для сохранения значения отсчета, представляющего собой текущее время.

Периодически управляющий контур 40 инициирует прием сигналов калибровочным блоком 44 от основного генератора 22 и от маломощного генератора 38 с целью получения результатов калибровки, что раскрыто более подробно ниже, и для получения значения поправки. Поправку использует компенсационный блок 42, который затем корректирует сигналы, принятые от маломощного генератора 38, что также раскрыто ниже, перед их применением в RTC-счетчике 32.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему, подробно иллюстрирующую процесс, осуществляемый схемой 18 тактового генератора, под управлением управляющего контура 40 с целью обеспечения точности отсчитываемого счетчиком 32 времени.

Процесс начинается с этапа 50, на котором принимают, что устройство работает в нормальном режиме, и подача энергии осуществляется ко всем активным компонентам, включая контур 22 основного генератора. На этапе 52 проводится проверка, было ли отключено устройство, то есть было ли оно переведено в режим ожидания или низкого потребления энергии, и этот этап повторяют до тех пор, пока не будет обнаружено, что устройство перешло в режим ожидания. В первое время после выключения устройства, продолжается подача энергии в контур 22 основного генератора.

В это время процесс переходит на этап 54, в котором определяют, истек ли стабилизационный период, причем указанный этап повторяют до тех пор пока не будет обнаружено, что стабилизационный период истек. В первое время после выключения устройства, будет осуществляться отвод энергии от различных компонентов устройства, выделяющих тепло, которые могут, например, находиться на той же микросхеме, что и маломощный генератор 38. Это означает, что в это время маломощный генератор 38 находится в условиях нестабильной температуры. Более того, когда энергию отводят от различных компонентов, напряжение, подаваемое батареей 20 в маломощный генератор 38, потенциально будет менее стабильно, и это также может явиться причиной колебаний частоты сигнала тактового генератора, генерируемого маломощным генератором 38.

По этой причине предпочтительно продолжать использовать контур 22 основного генератора в качестве основы для отсчета времени в течение стабилизационного периода, который может длиться в течение одной минуты. После окончания стабилизационного периода, температура маломощного генератора 38 может оставаться выше температуры окружающей среды, однако можно по меньшей мере считать, что скорость изменения температуры стабилизировалась. В других вариантах осуществления, любые колебания частоты тактового сигнала, генерируемого маломощным генератором 38, могут игнорироваться или компенсироваться, и этап 54 можно опустить.

Если на этапе 54 обнаружено, что стабилизационный период истек, процесс переходит к этапу 56. На этапе 56 осуществляют первую калибровку. Другими словами, измеряют частоту тактового сигнала, генерируемого контуром маломощного генератора, используя в качестве опорного тактовый сигнал, сгенерированный контуром 22 основного генератора.

На фиг. 3 и 4 показаны динамики изменения, также иллюстрирующие способ фиг. 2. Таким образом, фиг. 3 и 4 показывают частоту тактового сигнала, генерируемого контуром маломощного генератора, измеренную относительно тактового сигнала, генерируемого контуром 22, в различные моменты времени.

Таким образом, в данном примере частоту тактового сигнала, генерируемого маломощным контуром, измеряют через первый калибровочный период времени t_c1, который может продолжаться, например, 10 мс, начиная с первого калибровочного времени t₁. Как показано на фиг. 3, частота во время первого калибровочного периода времени оказалось равной f₁.

Таким образом, принимают, что тактовый сигнал, генерируемый контуром 22 основного генератора, имеет заданную опорную частоту, и значение частоты f₁ тактового сигнала, генерируемого контуром маломощного генератора, находят путем сравнения частот двух указанных тактовых сигналов.

После завершения первой калибровки, процесс переходит на этап 58, в котором энергию отводят от контура 22 основного генератора, и переключают переключатель 30, тем самым позволяя использовать маломощный генератор 38 в качестве входа в счетчик 32. В это время можно считать, что тактовый сигнал, генерируемый контуром маломощного генератора, сохраняет частоту f₁, и, таким образом, любой дрейф указанной частоты неизбежно будет приводить к появлению малых погрешностей, накапливающихся в значении отсчета времени, хранящегося в счетчике 32.

Для указанного межкалибровочного периода устанавливают начальное значение, например 30 секунд, то есть задают время между калибровками, и на этапе 60 проверяют, истек ли указанный межкалибровочный период, причем этап 60 повторяют до тех пор, пока не будет обнаружено, что указанный межкалибровочный период истек.

Во время второго калибровочного периода, обозначенного как время t₂ на фиг. 3, процесс переходит на этап 62, и во время t_c2 второго калибровочного периода осуществляют повторную калибровку. Таким образом, энергию повторно подают в контур 22 основного генератора, а частоту тактового сигнала, генерируемого контуром 38 маломощного генератора, измеряют через второй калибровочный период времени t_c2, начинающийся во второе калибровочное время t₂. Путем сравнения частоты тактового сигнала, сгенерированного контуром 38 маломощного генератора 38, с частотой тактового сигнала, сгенерированного контуром 22 основного генератора, и имея ввиду то, что тактовый сигнал, сгенерированный контуром 22 основного генератора, имеет заданную опорную частоту, во время второго калибровочного периода находят, что частота тактового сигнала, сгенерированного контуром 38 маломощного генератора, составляет f₂. Калибровка может быть осуществлена с использованием тактовых импульсов, обеспечиваемых делителем 28, или альтернативно тактовые импульсы от контура 22 основного генератора могут быть проведены напрямую в калибровочный блок 44, что позволит получить значительно более точный результат калибровки быстрее, чем при использовании тактовых импульсов более низкой частоты от делителя 28.

Когда завершают вторую калибровку, энергию отводят от контура 22 основного генератора.

Тогда процесс переходит на этап 64, в котором рассчитывают тренд на основе значений первой и второй калибровок. Таким образом, с частотой, измеренной как f₁ во время и f₂ во время t₂, считают, что частота увеличивается с постоянной скоростью (f₂-f₁)/(t₂-t₁), что показано сплошной линией 90 на фиг. 3. Указанный тренд затем используют, чтобы оценить частоту тактового сигнала, который будет генерировать контур 38 маломощного генератора в течение следующего межкалибровочного периода.

Поскольку известно, что следующая калибровка произойдет в третье калибровочное время t₃, известна продолжительность (t₃-t₂) межкалибровочного периода, и может быть найдено ожидаемое значение для частоты тактового сигнала, сгенерированного контуром маломощного генератора 38 во время межкалибровочного периода. Например, если принять, что частота тактового сигнала изменяется линейно, и что это изменение будет продолжаться, достигая частоты

Затем процесс переходит на этап 66, в котором применяют компенсацию во время межкалибровочного периода между вторым калибровочным временем t₂ и третьим калибровочным временем t₃. Таким образом, пока тактовый сигнал генерирует маломощный генератор 38, компенсационный блок 42 применяет поправку, чтобы учесть, что тактовые импульсы, генерируемые маломощным генератором 38, сгенерированы во время указанного межкалибровочного периода с частотой f_2-3. Например, компенсационный блок 42 может делить частоту тактовых импульсов, сгенерированных маломощным генератором 38, на известный коэффициент деления, и указанный коэффициент деления можно регулировать в зависимости от требуемой поправки. Компенсирующие импульсы затем считают RTC-счетчиком 32 и используют для индикации времени.

При прохождении процесса в первый раз не выполняют этапы 68, 70 и 72, так что в данный момент эти этапы игнорируются.

На этапе 74 определяют, была ли батарея 20 извлечена из устройства. Если батарея была извлечена из устройства, то процесс переходит на этап 76, в котором определяют, была ли заменена батарея в устройстве. Если батарея извлечена, процесс калибровки, показанный на фиг. 3, останавливают, чтобы сохранить энергию, и, когда батарею заменяют, процесс калибровки запускается заново путем возвращения на этап 56.

Однако, если на этапе 74 определено, что батарея не была извлечена, процесс возвращается на этап 60. На этапе 60 определяют, истек ли межкалибровочный период, то есть было ли достигнуто третье калибровочное время t₃.

По достижении третьего калибровочного времени t₃, процесс переходит на этап 62 и дальше осуществляют повторную калибровку, как описано выше, во время третьего калибровочного периода времени t_c3. В ситуации, проиллюстрированной на фиг. 4, при повторной калибровке, осуществляемой в третье калибровочное время t₃, находят, что частота тактового сигнала, сгенерированного маломощным генератором 38, составляет f₃. Как и ранее, на этапе 64 рассчитывают тренд, и этот тренд используют для определения поправки, которую применяют на этапе 66 во время межкалибровочного периода, следующего за третьим калибровочным периодом времени.

Такое применение тренда для получения ожидаемого калибровочного значения во время будущего периода времени позволяет поддерживать точное значение отсчета времени даже при наличии дрейфа частотных характеристик маломощного генератора 38.

Таким образом, в данном проиллюстрированном варианте осуществления подразумевают, что частота тактового сигнала, сгенерированного маломощным генератором 38, изменяется со временем линейно (по меньшей мере, через промежутки времени, сравнимые с продолжительностями межкалибровочных периодов). Обычно это допущение приемлемо, когда, как здесь, нет активных источников нагревания в непосредственной близости от маломощного генератора, и указанный маломощный генератор установлен внутри устройства 10 и в некоторой степени защищен от воздействия температуры окружающей среды.

Однако также возможно на этапе 64 принять нелинейный тренд при использовании более чем двух калибровочных результатов. Например, путем исследования трех калибровочных результатов, а именно частот f₁ f₂ и f₃, полученных за время t₁, t₂ и t₃, можно получить предполагаемое квадратичное соотношение между частотой и временем. Можно предположить, что это соотношение будет сохраняться до следующего периода калибровки, и можно на этой основе рассчитать среднюю частоту для межкалибровочного периода. Компенсация во время межкалибровочного периода может затем быть применена на этапе 66, с использованием указанной рассчитанной средней частоты.

На этапе 68, когда получен третий калибровочный результат f₃, он может быть использован для измерения погрешности, возникшей в результате предыдущей калибровки. А именно, как было упомянуто ранее, предполагают на основе второй калибровки во время периода t_c2, что частота тактового сигнала менялась линейным путем, достигая ожидаемой частоты

Дополнительно или альтернативно, третий калибровочный результат f₃ может быть использован на этапе 70 для определения изменения с момента предыдущей калибровки. В частности, когда получают третий калибровочный результат f₃, можно сравнить этот калибровочный результат с предыдущим калибровочным результатом, например, формируя частотную калибровочную разность f_D=(f₃-f₂). Это эквивалентно определению разности между поправками, полученными во второе и третье калибровочное время t₂ и t₃.

Значение частоты калибровочной погрешности f_E и/или значение частоты калибровочной разности f_D может быть использовано на этапе 72 для определения оптимальной продолжительности будущих межкалибровочных периодов. Необходимо осуществлять калибровки достаточно часто для поддержания необходимой точности компенсации, но, с другой стороны, желательно беречь энергию, максимизируя время между повторными калибровками.

Например, если частотная калибровочная погрешность f_E и/или частотная калибровочная разность f_D больше, чем соответствующее пороговое значение, продолжительность будущих межкалибровочных периодов может быть сокращена по сравнению с текущей продолжительностью, в то время как если частотная калибровочная погрешность f_E и/или частотная калибровочная разность f_D меньше, чем соответствующее пороговое значение, продолжительность будущих межкалибровочных периодов может быть увеличена по сравнению с текущей продолжительностью.

Кроме того, частотная калибровочная погрешность f_E может быть использована при необходимости определения ретроспективного значения компенсации времени. Другими словами, как описано выше, калибровочное значение, полученное во второй калибровочный период времени t_c2, использовали для расчета ожидаемой частоты

Процесс, проиллюстрированный на фиг. 2, можно повторять так часто, как это необходимо. Таким образом, при первом выполнении указанного процесса первый и второй калибровочные результаты используют для генерирования первой поправки, которую применяют в период, следующий за временем второй калибровки, а третий калибровочный результат используют для определения погрешности и/или разности измерений, описанных выше. В то же время, второй и третий калибровочные результаты используют для получения новой первой поправки, применяемой в период, следующий за третьим калибровочным периодом, и, соответственно, четвертый калибровочный результат используют в определении погрешности и/или разности измерений.

Таким образом, здесь раскрыт способ калибровки тактового сигнала, позволяющий использовать относительно недорогой маломощный генератор для генерирования значения отсчета времени приемлемо высокой точности.

На фиг. 5 изображено альтернативное электронное устройство. Схема иллюстрирует уже раскрытые признаки. Однако она также содержит счетчик 100 для отсчета колебаний второго генератора 38. Между калибровками второго генератора по первому генератору счетчик продолжает считать колебания второго генератора. Калибровочные периоды обеспечивают взаимосвязь между первым и вторым генераторами во время калибровочного периода времени, и, таким образом, в следующий калибровочный период времени, или для другой цели, это соотношение может быть использовано для более точного определения того, во что перевести количество колебаний, отсчет которых был выполнен первым более точным генератором.

Процессор 102 в системе, показанной на фиг. 5, в калибровочном блоке 44 (который альтернативно может быть расположен в блоке 40 контроллера, или в любом другом месте, где он может быть размещен) может быть использован для перевода временного параметра, например, 1 с, в число, представляющее количество колебаний второго генератора, чтобы отразить временной параметр, здесь для примера равный 1 с.

Так, если известно, что должны быть инициированы некоторые дальнейшие действия (например, что должна быть инициирована связь с сетью) в конкретный момент времени в будущем, соотношение между первым и вторым генераторами может быть использовано, чтобы предсказать, как много колебаний второй генератор сделает перед тем, как наступит указанный конкретный момент времени. Для определения наступления указанного конкретного момента времени в будущем может быть использован отсчет указанных колебаний, поддерживаемый в счетчике 100.

Специалисту данной области техники ясно, что процессор может быть дополнительно или альтернативно сконфигурирован и для способов в соответствии с другими аспектами настоящего изобретения.

Реферат

Предложен способ работы электронного устройства, содержащего первый генератор и второй генератор. Способ содержит в обычном режиме работы, отсчет времени основанный на выходном сигнале первого генератора, и в режиме работы с низким потреблением энергии отсчет времени, основанный на выходном сигнале второго генератора, и дополнительно содержащий в режиме работы с низким потреблением энергии повторное выполнение: калибровки второго генератора по первому генератору во время первого калибровочного периода времени для получения первого калибровочного результата, повторной калибровки второго генератора по первому генератору во время второго калибровочного периода времени для получения второго калибровочного результата, определения поправки по первому и второму калибровочным результатам, последующего применения поправки при отсчете времени, основанном на выходном сигнале второго генератора, повторной калибровки второго генератора по первому генератору во время третьего калибровочного периода времени для получения третьего калибровочного результата, и основанного на поправке, определенной по первому, второму и третьему калибровочным результатам, применения ретроспективного поправочного значения ко времени, которое было отсчитано на основе выходного сигнала второго генератора во время периода между вторым и третьим калибровочными периодами. Также предложены способы и электронные устройства, основанные на указанном выше способе. 8 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула