ACC簡(jiǎn)介

HICK時(shí)鐘校準(zhǔn)器（ACC）利用OTGFS作為設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的SOF信號(hào)作為參考信號(hào)達(dá)到校準(zhǔn)HICK的目的，SOF信號(hào)為主機(jī)發(fā)給設(shè)備其周期為1ms的脈沖信號(hào)。ACC控制器采用“跨越回歸”算法，可以將HICK頻率盡可能校準(zhǔn)到靠近目標(biāo)頻率。圖1. ACC控制器架構(gòu)

ACC功能解析

主要特性

ACC控制器具備如下特性：

• 校準(zhǔn)HICK，已達(dá)到對(duì)OTGFS設(shè)備提供48MHz±0.25%精度的時(shí)鐘
• SOF標(biāo)志可選擇來(lái)源：OTGFS1或者OTGFS2
• 可配置的觸發(fā)校準(zhǔn)功能的邊界頻率
• 兩種校驗(yàn)方式：粗校驗(yàn)和精校驗(yàn)
• 狀態(tài)標(biāo)志：校準(zhǔn)就緒標(biāo)志和SOF參考信號(hào)丟失標(biāo)志
• 帶標(biāo)志的中斷源：校準(zhǔn)就緒標(biāo)志中斷源和SOF參考信號(hào)丟失標(biāo)志中斷源

中斷請(qǐng)求

擁有兩個(gè)中斷請(qǐng)求源：校準(zhǔn)就緒中斷源和SOF參考信號(hào)丟失中斷源表1. ACC中斷源

當(dāng)設(shè)置了對(duì)應(yīng)的使能位，當(dāng)產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)的中斷，就會(huì)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的中斷處理函數(shù)。

圖2. ACC中斷示意圖

校準(zhǔn)原理

首先需要了解到，如果系統(tǒng)使用的是HICK作為系統(tǒng)時(shí)鐘源，而本身ACC模塊又是對(duì)HICK進(jìn)行校準(zhǔn)，那么此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)是不具備校準(zhǔn)條件的，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的參考信號(hào)作為校準(zhǔn)的基準(zhǔn)，所以就引入了OTGFS的SOF信號(hào)。SOF信號(hào)是外部主機(jī)提供的，主機(jī)將準(zhǔn)確的SOF信號(hào)（1ms周期）給到設(shè)備（待校準(zhǔn)系統(tǒng)），然后ACC模塊采樣SOF信號(hào)，并進(jìn)行一系列的計(jì)算達(dá)到判定HICK是否準(zhǔn)確，如若發(fā)現(xiàn)HICK不準(zhǔn)確那么就會(huì)進(jìn)行校準(zhǔn)動(dòng)作。

SOF周期信號(hào)：1毫秒的周期性必須是準(zhǔn)確的，是自動(dòng)校準(zhǔn)模塊能夠正常工作的前提條件；

SOF信號(hào)通過(guò)PA8輸出，如下圖：圖3. SOF信號(hào)示意圖

cross-return策略（跨越回歸算法）：計(jì)算出離理論值最近的校準(zhǔn)值；從理論上來(lái)說(shuō)，可以將校準(zhǔn)后的實(shí)際頻率調(diào)校到離目標(biāo)頻率（8MHz）約0.5個(gè)step的精度范圍以?xún)?nèi)。

圖4. 跨越回歸算法示意圖如上圖所示，一旦觸發(fā)自動(dòng)校準(zhǔn)的條件滿(mǎn)足，自動(dòng)校準(zhǔn)就會(huì)按照step所規(guī)定的步長(zhǎng)調(diào)整HICKCAL或者HICKTRIM。

跨越（cross）：

在滿(mǎn)足自動(dòng)校驗(yàn)的條件后的第一個(gè)1毫秒采樣周期內(nèi)的實(shí)際采樣值要么小于C2，要么大于C2。當(dāng)這個(gè)值小于C2，自動(dòng)校準(zhǔn)按照step的定義，增加HICKCAL或者HICKTRIM，直到實(shí)際采樣值比C2大，實(shí)現(xiàn)實(shí)際采樣值由小到大對(duì)C2的跨越。當(dāng)這個(gè)值大于C2，自動(dòng)校準(zhǔn)按照step的定義，減少HICKCAL或者HICKTRIM，直到實(shí)際采樣值比C1小，實(shí)現(xiàn)實(shí)際采樣值由大到小對(duì)C2的跨越。

回歸（return）：

在跨越完成后，比較在跨越前后的實(shí)際采樣值和C2之間的差值（按絕對(duì)值計(jì)算），得到離C2最近的實(shí)際采樣值，從而得到最佳的校驗(yàn)值HICKCAL或者HICKTRIM。若跨越后的實(shí)際采樣值和C2之間的差值小于跨越前的實(shí)際采樣值和C2之間的差值，則以跨越后的校驗(yàn)值為準(zhǔn)，并結(jié)束校驗(yàn)流程，直到滿(mǎn)足下一個(gè)滿(mǎn)足自動(dòng)校驗(yàn)的條件。若跨越后的實(shí)際采樣值和C2之間的差值大于跨越前的實(shí)際采樣值和C2之間的差值，則以跨越前的校驗(yàn)值為準(zhǔn)，那么校驗(yàn)值會(huì)退回一個(gè)step，并返回到跨越前的那個(gè)校驗(yàn)值，并結(jié)束校驗(yàn)流程，直到滿(mǎn)足下一個(gè)滿(mǎn)足自動(dòng)校驗(yàn)的條件。按照cross-return策略，在理論上，可以得到離中心頻率約0.5個(gè)step所對(duì)應(yīng)的頻率精度。

如下四種情形會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)校準(zhǔn)：

• CALON的上升沿（從0到1）；
• 當(dāng)CALON=1時(shí)，參考信號(hào)丟失之后又恢復(fù)；
• 當(dāng)采樣計(jì)數(shù)器的值小于C1；
• 當(dāng)采樣計(jì)數(shù)器的值大于C3。

在CALON的上升沿，即便采樣計(jì)數(shù)器的值大于C1并小于C3,也會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)校準(zhǔn)，其目的在于，在CALON之后，能夠盡快將HICK的頻率調(diào)整到中心頻率的0.5個(gè)step以?xún)?nèi)。

以上四種情形的自動(dòng)校準(zhǔn)的結(jié)果均能將HICK的頻率調(diào)整到中心頻率的0.5個(gè)step以?xún)?nèi)。所以為了獲得最佳的校準(zhǔn)精度，建議將step保持為默認(rèn)值1。若將step設(shè)為0，則HICKCAL或者HICKTRIM將無(wú)法改變，也即，無(wú)法校準(zhǔn)。

ACC配置解析

以下對(duì)ACC的配置接口及流程進(jìn)行說(shuō)明。

函數(shù)接口

表2. 配置函數(shù)列表

配置流程

• 系統(tǒng)以HICK作為系統(tǒng)時(shí)鐘源，并打開(kāi)ACC時(shí)鐘；
• OTG_FS以HICK為時(shí)鐘源并初始化OTGFS；
• 使能ACC相關(guān)中斷；
• 配置C1/C2/C3值；
• 選擇SOF源；
• 使能ACC并選擇粗校驗(yàn)或者精校驗(yàn)。

案例 ACC校準(zhǔn)HICK

功能簡(jiǎn)介

實(shí)現(xiàn)了使用ACC模塊將HCIK校準(zhǔn)在要求的精度內(nèi)。

資源準(zhǔn)備

1) 硬件環(huán)境:對(duì)應(yīng)產(chǎn)品型號(hào)的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_f4xx\examples\acc\calibration

軟件設(shè)計(jì)

1) 配置流程

• 開(kāi)啟ACC/OTGFS外設(shè)時(shí)鐘
• 配置OTGFS設(shè)備和ACC模塊
• 開(kāi)啟ACC

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

• 中斷處理函數(shù)

實(shí)驗(yàn)效果

• 如若HICK時(shí)鐘偏離正常值，ACC將自動(dòng)啟動(dòng)校準(zhǔn)（前提是OTGFS設(shè)備與主機(jī)成功連接），校準(zhǔn)完成后在中斷函數(shù)內(nèi)會(huì)翻轉(zhuǎn)LED2；產(chǎn)生SOF信號(hào)丟失后也會(huì)進(jìn)入對(duì)應(yīng)中斷函數(shù)內(nèi)翻轉(zhuǎn)LED3。