时钟检测方法、电路、串口通信系统、介质和设备与流程

1.本发明涉及涉及通信技术领域，尤其涉及一种时钟检测方法、电路、串口通信系统、介质和设备。


背景技术：

2.目前，在低功耗接口通信的应用中，接口模块需要在系统不传输有效数据的阶段进入休眠状态，由于接收端为从属模块，其工作时钟由时钟通道提供，当系统进入休眠状态，即发送端进入休眠模式后，时钟通道也不再由时钟信号发送，此时通信系统的接收端失去了工作时钟。为了控制接收端进入休眠状态，以及更重要的是在时钟通道恢复时钟发送后要退出休眠状态，重新让系统进入工作状态，接收端需要随时检测时钟通道的状态。
3.一般的，为了实现休眠模式下的时钟状态检测，接收端会内部产生一个独立的低速时钟，该时钟主要用于状态检测和系统控制，即使在休眠状态下，系统也以一个低速的工作频率运行状态机，但是这导致了额外时钟的需求，且面临不同时钟域信号的采样问题。
4.为此，亟需一种时钟检测方案可以改善上述问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种时钟检测方法、电路、串口通信系统、介质和设备，用以在检测时钟信号消失时控制接收端进入低功耗状态，以降低功耗。
6.第一方面，本发明提供一种串口通信系统，包括：发送端和接收端；所述发送端，用于通过n个数据通道向所述接收端发送数据；所述发送端，还用于在数据传输过程中通过一个时钟通道向所述接收端发送时钟信号，其中，所述时钟信号用于同步所述发送端和所述接收端的时钟。
7.所述接收端包括时钟检测电路，所述时钟检测电路的输入端输入所述时钟信号和参考电压，所述时钟检测电路的输出端输出监测信号；当所述监测信号从高电平切换为低电平时，复位数据通道，使所述接收端进入低功耗状态；当所述监测信号从低电平切换为高电平时，唤醒数据通道，使所述接收端进入工作状态。
8.本发明提供的串口通信系统的有益效果在于：能检测到时钟信号的消失和出现，从而无需在接收端设置独立的时钟，也可以在通信系统进入休眠状态，根据休眠模式下的时钟状态检测结果控制接收端的作业状态，解决了额外的异步时钟的消耗和系统时钟切换的问题，并且时钟检测电路的成本较低，结果可靠。
9.可选地，所述时钟检测电路包括一低通滤波器和一比较器；所述低通滤波器包括一电阻r和一电容c，电阻r的一端接所述时钟信号，电阻r的另一端和电容c的一端相连且连接点连接到比较器的正端，电容c的另一端接地，所述比较器的负端接所述参考电压。该时钟检测电路的成本较低，输出结果可靠。
10.可选地，所述时钟检测电路包括一电荷泵电路和一比较器；所述电荷泵电路的输入端输入所述时钟信号，所述电荷泵电路的输出端连接到所述比较器的正端，所述比较器
的负端连接所述参考电压。该时钟检测电路的成本较低，输出结果可靠。
11.可选地，所述比较器为单级结构或多级结构，当所述比较器为多级结构时，所述比较器中的第一级的输出节点为所述比较器的下一级的输入节点。
12.可选地，所述比较器为迟滞比较器。
13.第二方面，本发明提供一种时钟检测方法，应用于串口通信系统的接收端，所述接收端包括时钟检测电路，所述时钟检测电路的输入端输入时钟信号和参考电压，所述时钟检测电路的输出端输出监测信号；所述方法包括：
14.通过n个数据通道接收来自串口通信系统的发送端的数据；
15.在数据传输过程中通过一个时钟通道接收来自发送端的所述时钟信号，其中，所述时钟信号用于同步所述发送端和所述接收端的时钟；
16.当所述监测信号从高电平切换为低电平时，复位数据通道，使所述接收端进入低功耗状态；
17.当所述监测信号从低电平切换为高电平时，唤醒数据通道，使所述接收端进入工作状态。
18.本发明提供的时钟检测方法的有益效果在于：能检测到时钟信号的消失和出现，从而无需在接收端设置独立的时钟，也可以在通信系统进入休眠状态，根据休眠模式下的时钟状态检测结果控制接收端的作业状态，解决了额外的异步时钟的消耗和系统时钟切换的问题，并且时钟检测电路的成本较低，结果可靠。
19.第三方面，本发明还提供一种时钟检测装置，该装置应用于串口通信系统的接收端，所述接收端包括时钟检测电路，所述时钟检测电路的输入端输入时钟信号和参考电压，所述时钟检测电路的输出端输出监测信号；所述装置包括：
20.接收单元，用于通过n个数据通道接收来自串口通信系统的发送端的数据；
21.所述接收单元，还用于在数据传输过程中通过一个时钟通道接收来自发送端的所述时钟信号，其中，所述时钟信号用于同步所述发送端和所述接收端的时钟；
22.控制单元，用于当所述监测信号从高电平切换为低电平时，复位数据通道，使所述接收端进入低功耗状态；当所述监测信号从低电平切换为高电平时，唤醒数据通道，使所述接收端进入工作状态。
23.上述装置的有益效果可以参见上述第二方面。
24.第四发明，本发明提供一种时钟检测电路，包括一低通滤波器和一比较器；
25.所述低通滤波器包括一电阻r和一电容c，电阻r的一端接所述时钟信号，电阻r的另一端和电容c的一端相连且连接点连接到比较器的正端，电容c的另一端接地，所述比较器的负端接所述参考电压。该电路解决了额外的异步时钟的消耗和系统时钟切换的问题，并且时钟检测电路的成本较低，结果可靠。
26.第五方面，本发明还提供一种时钟检测电路，所述时钟检测电路包括一电荷泵电路和一比较器；所述电荷泵电路的输入端输入所述时钟信号，所述电荷泵电路的输出端连接到所述比较器的正端，所述比较器的负端连接所述参考电压。该电路解决了额外的异步时钟的消耗和系统时钟切换的问题，并且时钟检测电路的成本较低，结果可靠。
27.第六方面，本发明实施例中还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质包括程序，当程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述第一方面的任意一种可能的
设计的方法。
28.第七方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器。其中，存储器用于存储一个或多个程序；当存储器存储的一个或多个程序被处理器执行时，使得该电子设备能够实现上述第一方面的任意一种可能的设计的方法。
29.第八方面，本发明实施例还提供一种包含程序产品，当所述程序产品在终端上运行时，使得所述电子设备执行上述第一方面的任意一种可能的设计的方法。
30.关于上述第六方面至第八方面的有益效果可以参见上述第一方面或第二方面中的描述。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为现有技术提供的一种串口通信系统示意图；
33.图2a和图2b为本发明实施例提供的两种时钟检测电路结构示意图；
34.图3为本发明实施例提供的一种时钟检测方法流程示意图；
35.图4为本发明实施例提供的另一种通信系统的各个设备的工作状态示意图；
36.图5为本发明实施例提供的一种时钟检测的串行接口系统工作时序示意图；
37.图6为本发明实施例提供的一种时钟检测装置示意图；
38.图7为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
39.在本发明实施例的描述中，以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本发明的限制。如在本发明的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本发明以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个或两个以上(包含两个)。术语“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a、b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
40.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“连接”包括直接连接和间接连接，除非另外说明。“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
41.在本发明实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
42.本发明实施例提供一种串口通信系统，如图1所示，该串口通信系统中包括发送端100和接收端200。其中：
43.所述发送端100外接复位信号tx_rst，所述发送端100包括时钟生成电路和多个串行器，多个串行器用于通过n个数据通道向所述接收端发送数据，如d0、d1、...、dn-2，dn-1，以及所述时钟生成电路用于在数据传输过程中通过一个时钟通道向所述接收端200发送时钟信号(ck)，其中，所述时钟信号用于同步所述发送端和所述接收端的时钟。
44.所述接收端200包括时钟检测电路和多个解串器，所述时钟检测电路的输入端输入所述时钟信号和参考电压，所述时钟检测电路的输出端输出监测信号，即接收端复位信号rx_rst；当所述监测信号从高电平切换为低电平时，复位数据通道，使所述接收端200进入低功耗状态；当所述监测信号从低电平切换为高电平时，唤醒数据通道，使所述接收端200进入工作状态。
45.值得说明的是，串行器和解串器之间存在一一对应的关系，即一个串行器对应一个解串器，且一一对应的串行器和解串器之间还存在对应的数据通道。发送端100的串行器的数据通过对应的数据通道发送至接收端200的解串器。
46.如图2a所示，一种可能的实现方案中，时钟检测电路包括一低通滤波器201和一比较器202；所述低通滤波器201包括一电阻r和一电容c，电阻r的一端接所述时钟信号ck，电阻r的另一端和电容c的一端相连且连接点ck_flt连接到比较器202的正端，电容c的另一端接地，所述比较器202的负端接所述参考电压vref。该比较器202可以为迟滞比较器。
47.如图2b所示，另一种可能的实现方案中，时钟检测电路包括一电荷泵电路(charge pumping，cp)203和一比较器202。所述电荷泵电路203的输入端输入所述时钟信号ck，所述电荷泵电路203的输出端ck_flt连接到所述比较器202的正端，所述比较器202的负端连接所述参考电压。
48.一种可能的实现方案中，上述图2a和图2b中的比较器202为单级结构或多级结构，当所述比较器202为多级结构时，所述比较器202中的前一级节点的输出为所述比较器202的下一级节点的输入。
49.基于图2a和图2b所示的时钟检测电路，本技术实施例提供了一种时钟检测方法的流程，如图3所示，该方法的流程可以由接收端200的处理器执行，该方法包括以下步骤：
50.s301，通过n个数据通道接收来自串口通信系统的发送端的数据。
51.s302，在数据传输过程中通过一个时钟通道接收来自发送端的所述时钟信号，其中，所述时钟信号用于同步所述发送端和所述接收端的时钟。
52.s303，当所述监测信号从高电平切换为低电平时，复位数据通道，使所述接收端进入低功耗状态。当所述监测信号从低电平切换为高电平时，唤醒数据通道，使所述接收端进入工作状态。
53.结合图4来说，a、上述串口通信系统处于状态state0数据传输模式时，发送端100的复位信号tx_rst和接收端200的复位信号rx_rst信号均为低电平，时钟通道也同步发送
时钟信号。b、当发送端100阶段性完成数据发送后，由串口通信系统控制复位信号tx_rst为高电平，发送端100进入低功耗模式，接收端200进入接收模式，即进入状态state1。c、当发送端100进入复位状态后，时钟通道的时钟信号消失，变成低电平信号，接收端200的时钟检测电路检测到时钟信号消失，将接收端复位，使发送端和接收端均处于低功耗模式，即状态state2。d、当串口通信系统有新的数据需要发送时，将tx_rst信号拉低，接收端先开启时钟通道，进入状态state3；e、接收端的时钟检测电路再次检测到时钟信号后，唤醒时钟通道，接收端进入工作状态，此时为状态state4。
54.具体的，上述串口通信系统的工作时序如图5所示，数据通道的工作时段分成数据传输(data transmission)、初始化(ck only)、低功耗(lowpower)三种状态。
55.在数据传输阶段，发送端和接收端的时钟通道和数据通道均处于工作状态，发送端的tx_rst为低电平，时钟通道传输时钟信号，如50％占空比的时钟信号，该时钟信号经过接收端的系统滤波器后，保留直流信号部分，该信号电位为时钟信号驱动电源vdd的一半，即vdd/2。该直流信号经过迟滞比较器与一个低于vdd/2的参考电压vref比较，比较结果为高，此时监测信号ck_detect为低电平，即接收端的rx_rst信号为低电平。
56.在初始化阶段，发送端完成阶段性的数据传输，数据通道复位，时钟通道继续传输一段时间保证接收端完成所有数据的采集存储。然后发送端的tx_rst拉高，时钟通道停止时钟信号的传输，此时接收端的时钟检测电路接收到一个持续为低电平的信号，该信号低于参考电压vref的值，则迟滞比较器的输出监测信号ck_detect为低电平，即接收端的rx_rst信号为低电平，接收端进入复位状态。整个串口通信系统进入低功耗状态。
57.在数据传输阶段，当发送端需要再次传输数据时，首先将发送端的tx_rst置为低电平，发送端开始工作，首先将时钟通道开启，再次进入初始化状态。接收端模拟时钟检测电路再次接收时钟信号，经低通滤波后得到一个高于vref的直流，则迟滞比较器的输出再次拉高，即接收端的rx_rst从低电平变为高电平，接收端从复位状态中释放出来，开始接收数据，整个串口通信系统进入数据传输状态。
58.需要指出的是，上述实施例中均是以时钟检测电路输出的监测信号ck_detect作为接收端的复位信号rx_rst来检测时钟信号。在其它可能的实现方案中，也可以在上述时钟检测电路中设有反相器，即将监测信号ck_detect反相，得到如发送端的tx_rst的波形相一致的复位信号rx_rst，这样，接收端就可以在当所述复位信号rx_rst从低电平切换为高电平时，复位数据通道，使所述接收端进入低功耗状态；当所述复位信号rx_rst从高电平切换为低电平时，唤醒数据通道，使所述接收端进入工作状态。
59.可见，在串口通信系统的运行过程中，接收端的时钟检测电路能够检测到时钟信号的消失和出现，从而无需在接收端设置独立的时钟，也可以在通信系统进入休眠状态，根据休眠模式下的时钟状态检测结果控制接收端的作业状态，解决了额外的异步时钟的消耗和系统时钟切换的问题，并且时钟检测电路的成本较低，结果可靠。
60.在本技术的一些实施例中，本技术实施例公开了一种时钟检测装置，如图6所示，该装置用于实现以上各个方法实施例中记载的方法，其包括：接收单元601，用于通过n个数据通道接收来自串口通信系统的发送端的数据；所述接收单元601，还用于在数据传输过程中通过一个时钟通道接收来自发送端的所述时钟信号，其中，所述时钟信号用于同步所述发送端和所述接收端的时钟；控制单元602，用于当所述监测信号从高电平切换为低电平
时，复位数据通道，使所述接收端进入低功耗状态；当所述监测信号从低电平切换为高电平时，唤醒数据通道，使所述接收端进入工作状态。
61.在本技术的另一些实施例中，本技术实施例公开了一种电子设备，如图7所示，该设备可以包括：一个或多个处理器701；存储器702；显示器703；一个或多个应用程序(未示出)；以及一个或多个程序704，上述各器件可以通过一个或多个通信总线705连接。其中该一个或多个程序704被存储在上述存储器702中并被配置为被该一个或多个处理器701执行，该一个或多个程序704包括指令。
62.本发明还提供了一种可读介质，其上存储有程序，该程序被电子设备执行时实现上述方法实施例所述方法。
63.本发明还提供了一种程序产品，该程序产品被电子设备执行时实现上述方法实施例所述方法。
64.通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
65.在本技术实施例各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
66.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备或处理器执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
67.以上所述，仅为本技术实施例的具体实施方式，但本技术实施例的保护范围并不局限于此，任何在本技术实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术实施例的保护范围之内。因此，本技术实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。