CN104811194A - 一种集中式时钟装置和移动终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集中式时钟装置和移动终端设备，该集中式时钟装置包括一时钟芯片和至少一个逻辑门单元，每个逻辑门单元包括至少一个逻辑门；其中，所述时钟芯片与每个逻辑门单元分别连接，不同逻辑门单元对应连接移动终端设备的不同功能模块，每个逻辑门单元用于将所述时钟芯片输出的时钟信号进行逻辑处理后，输出到该逻辑门单元连接的功能模块。本发明采用同一时钟芯片为移动终端设备的至少一个功能模块提供时钟信号，这种设计结构可使不同功能模块共用一套时钟系统，减少了移动终端设备中时钟芯片的数量，既降低了生产成本，又减少了对终端设备PCB面积的占用。

Description

一种集中式时钟装置和移动终端设备

本申请为2012年01月09日提交中国专利局、申请号为201210004630.7、发明名称为“一种集中式时钟装置和移动终端设备”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及移动通信终端技术领域，尤其涉及一种集中式时钟装置和移动终端设备。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，手机中会集合越来越多的功能，如WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)、蓝牙、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、FM(Frequency Modulation，频率调制)等，与此同时，手机中还要集成多个通信模块，如CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址接入)、GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)等。

一般情况下手机中每个模块需要的时钟频率、时钟工作电平和启动/关闭时序各不相同。例如，CDMA通常要求19.2MHz时钟频率，WIFI通常要求26MHz时钟频率，蓝牙通常要求32MHz时钟频率，WIFI和蓝牙为高电平时启动时钟功能，而CDMA为低电平时启动时钟功能，再如，当WIFI为启动状态时，蓝牙可能为关闭状态。鉴于此，现有技术中往往给每个模块都配备一个专属使用的机载时钟。然而，由于这种给每个模块都配备一个专属机载时钟的方式需要在每个模块内部都配备时钟晶体，这样既增加制造成本，又占用PCB(PrintedCircuit Board，印刷电路板)面积，不能满足目前手机向小型化和低成本化发展的趋势，因此，有必要开发一种针对多个模块统一提供时钟功能的新型集中式时钟装置。

发明内容

本发明提供一种集中式时钟装置和移动终端设备，以克服现有技术中每个移动终端模块都配备专属机载时钟导致的生产成本高、占用面板面积的问题。

本发明方法包括：

一种集中式时钟装置，包括一时钟芯片和至少一个逻辑门单元，每个逻辑门单元包括至少一个逻辑门；其中，

所述时钟芯片与每个逻辑门单元分别连接，不同逻辑门单元对应连接移动终端设备的不同功能模块，每个逻辑门单元包括实现开关的逻辑门，所述实现开关的逻辑门用于在连接的功能模块处于开启状态时，打开向所述功能模块提供时钟信号，输出到该逻辑门单元连接的功能模块；

所述逻辑门单元中实现开关的逻辑门受所述功能模块控制打开或关闭；或者，所述逻辑门单元还连接所述移动终端设备的中央处理器，则所述逻辑门单元中实现开关的逻辑门受所述中央处理器控制打开或者关闭；

所述时钟芯片输出的时钟信号的频率精度，与所述各功能模块所需的最高时钟频率精度一致；

其中，对于所需时钟信号频率与所述时钟芯片输出时钟信号的频率不一致的功能模块，其与对应的逻辑门单元间连接有频率调整电路，所述频率调整电路将所述时钟芯片输出的时钟信号分频或倍频处理成为与所述所需时钟信号频率一致的时钟信号；对于所需时钟信号电平与时钟芯片输出的时钟信号电平不一致的功能模块，其与对应的逻辑门单元间连接有电平转换电路，所述电平转换电路将所述逻辑门单元输出的时钟信号转换为与所述所需时钟信号电平一致的时钟信号。

一种移动终端设备，包括：

如上所述的集中式时钟装置，以及至少一个功能模块；

所述功能模块与所述集中式时钟装置的各逻辑门单元对应连接。

本发明提供的一种集中式时钟装置和移动终端设备，该集中式时钟装置包括一个时钟芯片和至少一个逻辑门单元，该装置采用同一时钟芯片为移动终端设备的至少一个功能模块提供时钟信号，这种设计结构可使不同功能模块共用一套时钟系统，减少了移动终端设备中时钟芯片的数量，既降低了生产成本，又减少了对终端设备PCB面积的占用。

附图说明

图1为本发明提供的一种集中式时钟装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的集中式时钟装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二的集中式时钟装置的结构示意图；

图4为本发明实施例三的集中式时钟装置的结构示意图；

图5为本发明提供的一种移动终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明一种集中式时钟装置和移动终端设备的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提供一种集中式时钟装置，如图1所示，包括一个时钟芯片和至少一个逻辑门单元(图1中，N为正整数，且N≥1)；每个逻辑门单元包括至少一个逻辑门，其中，所述时钟芯片与每个逻辑门单元分别连接，不同逻辑门单元对应连接移动终端设备的不同功能模块，每个逻辑门单元用于对所述时钟芯片输出的时钟信号进行逻辑处理后，输出到该逻辑门单元连接的功能模块。

本发明提供的集中式时钟装置采用同一时钟芯片为移动终端设备的至少一个功能模块提供时钟信号，这种设计结构可使不同功能模块共用一套时钟系统，减少了移动终端设备中时钟芯片的数量，既降低了生产成本，又减少了对终端设备PCB面积的占用。

具体的，本发明中逻辑门单元至少包含一个逻辑门，该逻辑门用于控制时钟芯片为功能模块提供时钟信号，这种结构能保证各功能模块共用同一时钟芯片而互不影响。

由于本发明采用同一时钟芯片为移动终端设备的至少一个功能模块提供时钟信号，而不同的功能模块往往对时钟信号的频率和电平具有不同的要求，因此本发明的集中式时钟装置必须满足不同功能模块对时钟信号的不同需求。

为了满足各功能模块对时钟信号频率精度的不同需求，优选的，所述时钟芯片输出的时钟信号的频率精度，与所述各功能模块所需的最高时钟频率精度一致。这样，由于该时钟芯片提供的频率精度能够满足各功能模块的最高精度需求，因此同样能够满足各功能模块对时钟频率精度的其他层次需求。

为满足各功能模块对时钟信号频率的不同需求，优选的，对于所需时钟信号频率与所述时钟芯片输出时钟信号的频率不一致的功能模块，其与对应的逻辑门单元间连接有频率调整电路，所述频率调整电路将所述时钟芯片输出的时钟信号分频或倍频处理成为与所述所需时钟信号频率一致的时钟信号。这种方式实现了在原始时钟信号的频率不能满足功能模块的需求时，通过对原始时钟信号分频或倍频处理来为功能模块提供符合要求的时钟信号。

优选的，所述频率调整电路为分频器件/锁相环/分频器件与锁相环相连接的电路。

具体的，分频器件可以实现对原始时钟信号的频率进行固定分频，如1/2分频、1/3分频，但不能实现任意分频，如3/5分频，而锁相环是一种反馈控制电路，可以实现任意分频，具体实施中，还可以采用分频器件与锁相环相连接的电路将原始时钟信号处理后得到与功能模块所需时钟信号频率一致的时钟信号。

优选的，所述锁相环集成在所述功能模块内部或独立于所述功能模块设置。

移动终端设备中有些功能模块内部本身已配置有锁相环，因此，当分频器件的固定分频不能达到功能模块的频率要求、而功能模块内部配置锁相环时，可通过所述功能模块内部配置的锁相环达到任意分频目的。这种方式既充分利用了现有功能模块的内部资源，而且由于不需要在时钟装置内部设置锁相环，也就不会占用PCB面板面积。

为满足各功能模块对时钟信号电平的不同需求，优选的，对于所需时钟信号电平与时钟芯片输出的时钟信号电平不一致的功能模块，其与对应的逻辑门单元间连接有电平转换电路，所述电平转换电路将所述逻辑门单元输出的时钟信号转换为与所述所需时钟信号电平一致的时钟信号。这种方式使得时钟芯片提供的原始时钟信号在通过电平转换电路时被转换电平，以实现在原始时钟信号的电平不能满足功能模块的需求时，通过对原始时钟信号转换电平来为功能模块提供符合要求的时钟信号。

优选的，每个逻辑门单元包括实现开关的逻辑门，所述实现开关的逻辑门用于在连接的功能模块处于开启状态时，打开向所述功能模块提供时钟信号。

移动终端设备中各功能模块在同一时刻所处的状态可能不同，例如有的功能模块为启动状态，而有的功能模块则为关闭状态，这样处于启动状态的功能模块需要时钟信号，而处于关闭状态的功能模块不需要时钟信号，为了避免同一时钟芯片同时给所有功能模块提供时钟信号导致的系统功耗浪费情况，利用所述逻辑门单元中实现开关的逻辑门，在连接的功能模块处于开启状态时，打开向所述功能模块提供时钟信号。这种方式保证了使用同一时钟芯片为多个功能模块提供的时钟信号互不影响，避免了系统功耗的浪费。

优选的，所述逻辑门单元还连接所述移动终端设备的中央处理器，则所述逻辑门单元中实现开关的逻辑门受所述中央处理器和/或所述功能模块控制打开或者关闭。

为了在各功能模块处于开启状态时能够及时地为其提供时钟信号，以及在各功能模块处于关闭状态时能够及时地为其切断时钟信号，移动终端设备需控制所述实现开关的逻辑门及时地打开与关闭。具体的，可根据移动终端设备的实际需要，确定所述实现开关的逻辑门打开或者关闭是由中央处理器独立控制/各功能模块独立控制/中央处理器及各功能模块共同控制。例如，在移动终端设备的中央处理器处理负荷的能力较低时，可确定由各功能模块独立控制所述逻辑门打开或者关闭；或者，当功能模块自身不具备控制逻辑门打开的功能时，确定由中央处理器独立控制所述逻辑门打开或者关闭；又或者，由所述功能模块根据自身的需要，通知中央处理器去触发所述逻辑门打开或者关闭，即由功能模块和中央处理器共同控制。

根据移动终端设备的具体需要，确定所述实现开关的逻辑门具体受控对象为所述中央处理器和/或所述功能模块之后，可确定所述实现开关的逻辑门的具体逻辑处理关系。本发明提供的集中式时钟装置对所述实现开关的逻辑门的具体逻辑处理关系不作限定，可根据实际需要确定，例如可根据实际需要确定所述逻辑门为与门、或门、异或门、与非门等等。

需要指出的是，为了保证在多个移动终端设备的功能模块共用一个时钟芯片时，所述时钟芯片能够提供稳定的时钟信号，在实际应用中，应避免出现过多的功能模块共用一套本发明的集中式时钟装置的现象。具体的，可根据实际应用情况确定一套集中式时钟装置能够提供时钟服务的功能模块数量，避免过驱现象。

实施例一

如图2所示，本发明提供一种集中式时钟装置的具体实施例，该实施例中由各功能模块独立控制逻辑门单元内实现开关的逻辑门打开或者关闭(以下简称逻辑门单元打开或者关闭)。该装置具体包括：时钟芯片201、逻辑门单元205、逻辑门单元206、逻辑门单元207、分频器件208、电平转换电路209、电平转换电路210，其中分频器件208和电平转换电路209连接在逻辑门单元205和蓝牙芯片202之间，逻辑门单元206和WIFI芯片203相连接，电平转换电路210连接在逻辑门单元207和CDMA芯片204之间。

在该移动终端设备中，蓝牙芯片202、WIFI芯片203和CDMA芯片204共用时钟芯片201，并且，蓝牙芯片202要求频率为32MHz、电平为1.8V、频率精度为20ppm(part per million)的时钟信号，WIFI芯片203要求频率为26MHz、电平为1.2V、频率精度为20ppm的时钟信号，CDMA芯片204要求频率为19.2MHz、电平为1.0V、频率精度为10ppm的时钟信号。可见CDMA芯片204对时钟频率精度的要求为最高，本实施例中时钟芯片201提供频率为19.2MHz、电平为1.2V、频率精度为10ppm的时钟信号。

本实施例中，逻辑门单元205在接收到来自蓝牙芯片202的高电平触发信号时打开；逻辑门单元206在接收到来自WIFI芯片203的触发信号时打开，且WIFI芯片内部配置有锁相环；逻辑门单元207在接收到来自CDMA芯片204的低电平触发信号时打开。

本实施例的集中式时钟装置具体提供时钟信号的过程如下：

蓝牙芯片202在需要时钟信号时，将发送给逻辑门单元205的触发信号由低电平转为高电平，此时逻辑门单元205打开，时钟芯片201提供频率为19.2MHz、电平为1.2V的原始时钟信号，该原始时钟信号通过逻辑门单元205和分频器件208后，在分频器件208的作用下转换为频率为32MHz、电平仍为1.2V的时钟信号，然后到达电平转换电路209，并在电平转换电路209的作用下转换为频率为32MHz、电平为1.8V的时钟信号，再提供给蓝牙芯片202使用。

WIFI芯片203在需要时钟信号时，将发送给逻辑门单元206的触发信号由低电平转为高电平，此时逻辑门单元206打开，时钟芯片201提供频率为19.2MHz、电平为1.2V的原始时钟信号，该原始时钟信号通过逻辑门单元206后，到达WIFI芯片203，并在WIFI芯片203内锁相环的作用下转换为频率为26MHz、电平仍为1.2V的时钟信号，之后才由WIFI芯片203使用。

CDMA芯片204在需要时钟信号时，将发送给逻辑门单元207的触发信号由高电平转为低电平，此时逻辑门单元207打开，时钟芯片201提供频率为19.2MHz、电平为1.2V的原始时钟信号，该原始时钟信号通过逻辑门单元207后，到达电平转换电路210，并在电平转换电路210的作用下转换为电平为1.0V、频率仍为19.2MHz的时钟信号，之后才由CDMA芯片204使用。

实施例二

如图3所示，本发明提供另一种集中式时钟装置的具体实施例，该实施例中由中央处理器独立控制逻辑门单元内实现开关的逻辑门打开或者关闭(以下简称逻辑门单元打开或者关闭)。该装置具体包括：时钟芯片301、逻辑门单元305、逻辑门单元306、逻辑门单元307、电平转换电路309、锁相环310、电平转换电路311，其中，电平转换电路309和锁相环310连接在逻辑门单元305和蓝牙芯片302之间，逻辑门单元306和WIFI芯片303相连接，电平转换电路311连接在逻辑门单元307与CDMA芯片304之间，并且逻辑门单元305、逻辑门单元306和逻辑门单元307都与中央处理器308相连接。

在该移动终端设备中，蓝牙芯片302、WIFI芯片303和CDMA芯片304共用时钟芯片301，并且，蓝牙芯片302要求频率为32MHz、电平为1.8V、频率精度为20ppm的时钟信号，WIFI芯片303要求频率为26MHz、电平为1.2V、频率精度为20ppm的时钟信号，CDMA芯片304要求频率为19.2MHz、电平为1.0V、频率精度为10ppm的时钟信号。可见CDMA芯片304对时钟频率精度的要求为最高，本实施例中时钟芯片301提供频率为19.2MHz、电平为1.2V、频率精度为10ppm的时钟信号。

本实施例中，逻辑门单元305在接收到来自中央处理器308的高电平触发信号时打开；逻辑门单元306在接收到来自中央处理器308的高电平触发信号时打开，且WIFI芯片303内部配置有锁相环；逻辑门单元307在接收到来自中央处理器308的低电平触发信号时打开。

本实施例的集中式时钟装置具体提供时钟信号的过程如下：

中央处理器308确定蓝牙芯片302处于启动状态时，将发送给逻辑门单元305的触发信号由低电平转为高电平，此时逻辑门单元305打开，时钟芯片301提供频率为19.2MHz、电平为1.2V的原始时钟信号，该原始时钟信号通过逻辑门单元305和电平转换电路309后，在电平转换电路309的作用下转换为电平为1.8V、频率仍为19.2MHz的时钟信号，然后该时钟信号到达锁相环310，并在锁相环310作用下转换为电平为1.8V、频率为32MHz的时钟信号，最后提供给蓝牙芯片302使用。

中央处理器308确定WIFI芯片303处于启动状态时，将发送给逻辑门单元306的触发信号由低电平转为高电平，此时逻辑门单元306打开，时钟芯片301提供频率为19.2MHz、电平为1.2V的原始时钟信号，该原始时钟信号通过逻辑门单元306后，到达WIFI芯片303，并在WIFI芯片303内锁相环的作用下转换为频率为26MHz、电平仍为1.2V的时钟信号，之后才由WIFI芯片303使用。

中央处理器308确定CDMA芯片304处于启动状态时，将发送给逻辑门单元307的触发信号由高电平转为低电平，此时逻辑门单元307打开，时钟芯片301提供频率为19.2MHz、电平为1.2V的原始时钟信号，该原始时钟信号通过逻辑门单元307后，到达电平转换电路311，并在电平转换电路311作用下转换为电平为1.0V、频率仍为19.2MHz的时钟信号，再提供给CDMA芯片304使用。

实施例三

如图4所示，本发明还提供另外一种集中式时钟装置的具体实施例，该实施例中由中央处理器和各功能模块共同控制逻辑门单元内实现开关的逻辑门打开或者关闭(以下简称逻辑门单元打开或者关闭)。该装置具体包括：时钟芯片401、逻辑门单元405、逻辑门单元406、逻辑门单元407、电平转换电路409、锁相环410、分频器件411、电平转换电路412，其中，电平转换电路409和锁相环410连接在逻辑门单元405和蓝牙芯片402之间，分频器件411连接在逻辑门单元406和WIFI芯片403之间，电平转换电路412连接在逻辑门单元407和CDMA芯片404之间，并且逻辑门单元405、逻辑门单元406和逻辑门单元407都与中央处理器408相连接。

在该移动终端设备中，蓝牙芯片402、WIFI芯片403和CDMA芯片404共用时钟芯片401，并且，蓝牙芯片402要求频率为32MHz、电平为1.8V、频率精度为20ppm的时钟信号，WIFI芯片403要求频率为26MHz、电平为1.2V、频率精度为20ppm的时钟信号，CDMA芯片404要求频率为19.2MHz、电平为1.0V、频率精度为10ppm的时钟信号。可见CDMA芯片404对时钟频率精度的要求为最高，本实施例中时钟芯片401提供频率为19.2MHz、电平为1.2V、频率精度为10ppm的时钟信号。

本实施例中，逻辑门单元405在接收到来自中央处理器408的低电平触发信号时关闭；逻辑门单元406在接收到来自中央处理器408的低电平触发信号时关闭；逻辑门单元407在接收到来自中央处理器408的高电平触发信号时关闭。

本实施例的集中式时钟装置停止提供时钟信号的具体过程如下：

蓝牙芯片402在确定不再需要时钟信号时，向中央处理器408发送时钟停止请求消息，然后中央处理器408将发送给逻辑门单元405的触发信号由高电平转为低电平，此时逻辑门单元405关闭，时钟芯片401不再给蓝牙芯片402提供时钟信号。

WIFI芯片403在确定不再需要时钟信号时，向中央处理器408发送时钟停止请求消息，然后中央处理器408将发送给逻辑门单元406的触发信号由高电平转为低电平，此时逻辑门单元406关闭，时钟芯片401不再给WIFI芯片403提供时钟信号。

CDMA芯片404在确定不再需要时钟信号时，向中央处理器408发送时钟停止请求消息，然后中央处理器408将发送给逻辑门单元406的触发信号由低电平转为高电平，此时逻辑门单元407关闭，时钟芯片401不再给CDMA芯片404提供时钟信号。

本发明提供的集中式时钟装置，采用同一时钟芯片为移动终端设备的至少一个功能模块提供时钟信号，这种设计结构可使不同功能模块共用一套时钟系统，减少了移动终端设备中时钟芯片的数量，既降低了生产成本，又减少了对终端设备PCB面积的占用。

本发明还提供一种移动终端设备，如图5所示，包括：

如上所述的集中式时钟装置，以及至少一个功能模块(图5中，N为正整数，且N≥1)；所述功能模块与所述集中式时钟装置的各逻辑门单元对应连接。

优选的，所述移动终端设备，还包括：与所述集中式时钟装置的各逻辑门单元相连接的中央处理器。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种集中式时钟装置，其特征在于，包括一时钟芯片和至少一个逻辑门单元，每个逻辑门单元包括至少一个逻辑门；其中，

所述时钟芯片与每个逻辑门单元分别连接，不同逻辑门单元对应连接移动终端设备的不同功能模块，每个逻辑门单元包括实现开关的逻辑门，所述实现开关的逻辑门用于在连接的功能模块处于开启状态时，打开向所述功能模块提供时钟信号，输出到该逻辑门单元连接的功能模块；

所述逻辑门单元中实现开关的逻辑门受所述功能模块控制打开或关闭；或者，所述逻辑门单元还连接所述移动终端设备的中央处理器，则所述逻辑门单元中实现开关的逻辑门受所述中央处理器控制打开或者关闭；

所述时钟芯片输出的时钟信号的频率精度，与所述各功能模块所需的最高时钟频率精度一致；

其中，对于所需时钟信号频率与所述时钟芯片输出时钟信号的频率不一致的功能模块，其与对应的逻辑门单元间连接有频率调整电路，所述频率调整电路将所述时钟芯片输出的时钟信号分频或倍频处理成为与所述所需时钟信号频率一致的时钟信号；对于所需时钟信号电平与时钟芯片输出的时钟信号电平不一致的功能模块，其与对应的逻辑门单元间连接有电平转换电路，所述电平转换电路将所述逻辑门单元输出的时钟信号转换为与所述所需时钟信号电平一致的时钟信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频率调整电路为分频器件/锁相环/分频器件与锁相环相连接的电路。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述锁相环集成在所述功能模块内部或独立于所述功能模块设置。

4.一种移动终端设备，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的集中式时钟装置，以及至少一个功能模块；

所述功能模块与所述集中式时钟装置的各逻辑门单元对应连接。

5.如权利要求4所述的移动终端设备，其特征在于，还包括：

与所述集中式时钟装置的各逻辑门单元相连接的中央处理器。