一种应用于外挂式触控芯片的时钟补偿方法
阅读说明：本技术 一种应用于外挂式触控芯片的时钟补偿方法 (Clock compensation method applied to externally-hung touch chip ) 是由 王红旗 李成 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于外挂式触控芯片的时钟补偿方法,将外挂式触控芯片的信号输入引脚连接显示芯片的信号输出端；外挂式触控芯片通过引脚接收显示芯片送出的VSYNC信号；一个VSYNC信号周期内的RC时钟频率是一定的,如果RC时钟频率发生改变则代表时钟发生了偏移；根据RC时钟发生的偏移来计算RC时钟的trim值,并改变RC时钟的频率。本发明使用VSYNC信号完成RC时钟的校准,VSYNC信号不受温度的影响,不需要外部的device,在面积和功耗上都有一定的优化。(The invention discloses a clock compensation method applied to an externally hung touch chip, which is characterized in that a signal input pin of the externally hung touch chip is connected with a signal output end of a display chip; the external touch control chip receives a VSYNC signal sent by the display chip through a pin; the RC clock frequency in one VSYNC signal period is constant, and if the RC clock frequency changes, the clock is deviated; and calculating a trim value of the RC clock according to the deviation of the RC clock, and changing the frequency of the RC clock. The invention uses the VSYNC signal to finish the calibration of the RC clock, the VSYNC signal is not influenced by the temperature, the external device is not needed, and the area and the power consumption are optimized to a certain extent.)
技术领域
本发明涉及芯片时钟校准技术领域，尤其涉及一种应用于外挂式触控芯片的时钟补偿方法。
背景技术
随着手机、平板电脑等电子产品对显示的帧率要求越来越高，随之也会对out ofcell TP的报点率的要求越来越高，高报点率则需要高频率高精度的时钟支持。高频率是为了能够更快速地处理数字电路内部的扫描控制和算法处理，高精度是因为TP扫描的频率是由RC时钟分频来控制的，所以如果RC时钟是不精准的话，会导致TP扫描的频率和预期有偏差，影响工作性能。
传统的RC产生的时钟，有一个缺陷是会随着温度变化内部的电阻阻值会改变，导致时钟的频率发生变化，即发生温漂，因此本项专利要解决的问题就是当发生温漂的时候，借助外挂式触控芯片可以通过引脚获得显示芯片提供的VSYNC的方式，利用VSYNC信号这个不受温度影响的精准频率，来改变TP芯片RC振荡器的时钟trim值，使之频率和预期的频率更接近，改善温漂对RC振荡器的影响。
振荡电路，原理是电路的自激振荡，电路网络通过反馈把特定频率的噪声放大。RC振荡器采用RC网络作为选频移相网络。因为频率由电路网络决定，所以可以产生多种频率的时钟，不过随着温度的改变，会导致RC振荡器的电阻发生变化，引发RC时钟频率漂移。如果在RC振荡器内部，将电阻阻值设置成可以调节的方式，如果检测到频率不符合预期，则trim电阻值，那么RC振荡器产生的频率又会重新回到预期值。
目前已有的实现方案是通过晶振时钟源来产生时钟，并且通过PLL电路传递到数字电路内部，来校准RC时钟。晶振时钟源是一种频率稳定的时钟源，一般用Crystal来表示。有源晶振有4只引脚，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。有源晶振是一个完整的振荡器，其内部有时钟电路，只需供电便可产生时钟信号。因为晶振时钟源频率是稳定的，所以晶振时钟源和RC时钟之间的关系预期也是稳定的，如果不稳定，则证明RC时钟发生了偏移，根据不稳定的差值计算相应的trim值，对RC时钟进行校准可以使得RC时钟恢复到的预期的频率。
使用有源晶振的缺点是需要在芯片外部增加产生晶振时钟的device，而且有源晶振在开启时功耗较大，所以在面积和功耗上，使用这种方式都会有较大的弊端，反之使用VSYNC信号，则不需要这种外部的device，在面积和功耗上都有一定的优化，所以本项发明采用通过VSYNC信号来校准RC时钟。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种应用于外挂式触控芯片的时钟补偿方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种应用于外挂式触控芯片的时钟补偿方法，具体包括以下步骤：
（1）将外挂式触控芯片的信号输入引脚连接显示芯片的信号输出端；
（2）外挂式触控芯片通过引脚接收显示芯片送出的VSYNC信号；
（3）一个VSYNC信号周期内的RC时钟频率是一定的，如果RC时钟频率发生改变则代表时钟发生了偏移；根据RC时钟发生的偏移来计算RC时钟的trim值，并改变RC时钟的频率。
步骤（3）具体内容如下：在两个VSYNC信号的上升沿之间，对RC时钟做计数，计算计数值与预期值的差值，判断是否需要更新trim值，若需要更新，计算计数值与预期值的差值的误差范围，根据计算结果计算需要更新trim值的大小，将trim值配置到模拟电路，来改变RC时钟的频率。
一个VSYNC周期结束，开始下一个VSYNC周期，则将所有计算参数初始化并重新开始计算。
本发明的优点是：本发明使用VSYNC信号完成RC时钟的校准，VSYNC信号不受温度的影响，不需要外部的device，在面积和功耗上都有一定的优化。
附图说明
图1为本发明计算trim值流程图。
具体实施方式
在外挂式触控芯片工作时，因为显示模组的VSYNC信号的位置会产生较大干扰，所以触控芯片会通过引脚接收显示芯片送出的VSYNC信号，用来作为同步标志来避开VSYNC发送的位置做TP扫描，而且VSYNC信号是一个频率稳定、不受温度影响的信号，所以TP芯片的RC时钟就可以借助这个信号来进行校准，理论上一个VSYNC周期内的RC时钟频率是一定的，发生改变则代表时钟发生了偏移，根据这个改变计算trim值，并改变时钟的trim值传到对应的电路模块，可以使其频率为预期的标准频率。
本项发明在数字电路中增加一个根据VSYNC信号自动校准时钟的模块，需要能够在芯片工作过程中，修改模拟RC时钟源的trim值，动态校准时钟，来使时钟基本保持在稳定的状态，最重要的部分是要根据VSYNC信号统计被校准时钟的个数来获得trim值，假设VSYNC信号的频率是60HZ，被校准的时钟频率是96MHZ，大致计算流程如图1所示。在两个VSYNC信号的上升沿之间，对RC时钟做计数，计算计数值与预期值的差值，判断是否需要更新trim值，若需要更新，计算计数值与预期值的差值的误差范围，根据计算结果计算需要更新trim值的大小，将trim值配置到模拟电路，来改变RC时钟的频率。
根据以上计算得到的comp_trim，就是硬件经过计算自动调整的trim值，会配置到模拟RC电路内部，改变RC时钟的频率。
关于以上计算过程的说明：
1、以上过程只是在一个VSYNC周期内的计算过程，一个VSYNC周期结束开始下一个VSYNC周期，则会将所有计算参数初始化并重新开始计算。
2、一般的out of cell TP芯片的时钟频率会比VSYNC的频率快特别多，如上述假设VSYNC频率为60HZ，TP芯片的RC频率为96MHZ，那么一个VSYNC信号中间应该有96000000/60=1600000（160万）个96MHZ时钟周期，我们在调整96M时钟时是在一定的精准度范围内，假设这个精准度是0.15%，那么则认为在一个VSYNC周期内，计数1600000×0.15%=2400这个误差范围，即1597600——1602400这个范围内都是合理的。
3、如果受温度影响，导致RC时钟偏差较多，预期是96MHZ，但实际只有94MHZ，根据说明1中假设值，在一个VSYNC内会计数到1566667，和预期值相差33333个RC时钟，相差33333/2400≈14个精准度，对于这种误差较大的情况，如果采用一步到位的实现方式，直接将94MHZ的时钟校准到96MHZ，则会使得芯片工作不稳定。所以这里中间做了一个可以支持配置的缓冲模块，分为6个等级，每个等级即1个精准度，具体要调整多少等级，根据实际配置确定。
术语解释
IC —— 集成电路；
TP —— 触控屏；
out of cell —— 外挂式；
VSYNC —— 场同步；
trim —— 调节OSC频率；
comp —— compensation缩写，补偿；
RC —— RC震荡电路；
PLL —— 锁相环；
Crystal —— 晶振。