專利名稱：具有可編程時鐘的串行射頻至基帶接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將射頻(RF)處理部件耦合至基帶處理部件的接口。更具體地，本發(fā)明涉及一種RF處理部件與基帶處理部件之間的串行消息和數(shù)據(jù)接口。
背景技術(shù)：
諸如雙向無線電設(shè)備、尋呼機、便攜式電視、個人通信系統(tǒng)(“PCS”)、個人數(shù)字助理(“PDA”)、蜂窩電話(也稱為“移動電話”)、藍牙設(shè)備、衛(wèi)星無線電接收機和諸如全球定位系統(tǒng)(“GPS”)(也稱為NAVSTAR)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(“SPS”)等無線設(shè)備的廣泛使用正在快速增長。當前趨勢要求將SPS服務(wù)并入到包括PDA、蜂窩電話、便攜式計算機、移動電話等的電子設(shè)備和系統(tǒng)的廣闊范圍內(nèi)。
同時，制造商使用完全不同的體系結(jié)構(gòu)，跨越(span)多種處理器、基準頻率、時鐘速率等來設(shè)計它們的設(shè)備。制造商非常關(guān)注在提供盡可能多的功能(包括SPS能力)的同時保持盡可能低的成本。特別地，在射頻(RF)前端和基帶處理部件之間分離SPS信號處理的體系結(jié)構(gòu)繼續(xù)是流行的。
例如，加利福尼亞的San Jose的SiRF技術(shù)有限公司使得廣泛使用包括GRF1RF芯片和GSP1/LX基帶處理芯片的SPS芯片組。這兩種器件在SiRFStarI GPS體系結(jié)構(gòu)GRF1和GSP1數(shù)據(jù)表中有詳細的描述。如圖1所示，RF芯片102使用微分符號信號線(標記為SIGN)、微分數(shù)量信號線(標記為MAGNITUDE)、GPS時鐘信號線(標記為GPSCLK)、和獲取時鐘信號線(標記為ACQCLK)將數(shù)據(jù)樣本傳送至基帶芯片104?；鶐酒?04能夠以受限的方式與RF芯片102通信，即通過使用自動增益控制(AGC)時鐘、數(shù)據(jù)和選通信號線(分別標記為AGCCLK、AGCDATA和AGCSTRB)將AGC數(shù)據(jù)提供至RF芯片102。
更近的SPS信號處理芯片組解決方案包括SiRFStarIIe(以GRF2i RF芯片和GSP2e基帶芯片為中心)和SiRFStarIIt(以GRF2iRF芯片和GSP2t基帶芯片為中心)解決方案。所述兩種方案都保留用于將數(shù)據(jù)樣本從RF部件傳送到基帶部件和將AGC信息從基帶部件單向傳送到RF部件的多條信號線。但是，基帶部件使用RF芯片采樣的單脈沖寬度調(diào)制的輸出將AGC信息單向傳送到RF芯片。換句話說，SiRFStarIIe消除多信號線AGC通信路徑而支持單輸出線。
不考慮在先的SPS芯片組解決方案的能力，它們大多數(shù)只對一種或兩種特定的輸入基準頻率起作用，并且還需要數(shù)個芯片組插腳(例如，分離的符號和數(shù)量數(shù)據(jù)插腳)以便在RF部件和基帶部件之間傳送數(shù)據(jù)信號。隨著接口信號數(shù)量的增長，芯片的接口數(shù)和制造成本也增長。此外，在基帶和RF部件之間只存在專用單向通信能力。因此，對于與設(shè)備的最大的可能范圍的結(jié)合，預先存在的芯片組在它們的柔性和完善度上受到限制。
因此，需要一種RF至基帶接口，其克服以上提及的問題和其他在先遇到的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種RF處理部件與基帶處理部件之間的接口(以及操作或提供接口的方法)。所述接口支持在RF處理部件和基帶處理部件之間的通用雙向消息傳輸。該接口還支持在所述兩個處理部件之間的SPS信號樣本傳輸，而不用對接口增加過度的復雜性。
在一個實施例中，所述接口包括消息串行接口和數(shù)據(jù)串行接口。消息串行接口在RF部件和基帶部件之間傳送消息。數(shù)據(jù)串行接口從RF部件向基帶部件傳送SPS信號樣本數(shù)據(jù)。
可以通過例如使用單一的數(shù)據(jù)位信號線從RF部件向基帶部件順序地運送信號樣本來減少數(shù)據(jù)串行接口的復雜性。數(shù)據(jù)串行接口還可以包括用于提供信號樣本的定時的數(shù)據(jù)時鐘信號線。特別地，作為示例，數(shù)據(jù)時鐘信號線可以運送額定以16fo運行的數(shù)據(jù)時鐘(其包括上升沿和下降沿)，其中fo＝1.023MHz，而數(shù)據(jù)位信號線可以運送包括串行地發(fā)送的數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號。在一個實施例中，第一種類型的數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿有效，第二種類型的數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿有效。作為示例，第一種類型的數(shù)據(jù)位可以是符號位，而第二種類型的數(shù)據(jù)位可以是數(shù)量位。
如上所述，消息串行接口在處理部件之間傳送消息。消息串行接口可以包括消息入信號線、消息出信號線、和消息時鐘信號線。在一些實施例中，消息串行接口還可以包括從選擇信號線。
在查看隨后的附圖和詳細描述之后，本發(fā)明的其他設(shè)備、系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見。所有這樣額外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點包括在這一描述中，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，并且由所附的權(quán)利要求來保護。


附圖中的部件不必按比例繪制，其重點在于圖解說明本發(fā)明的原理。在附圖中，相同的參考數(shù)字在全部不同的視圖中指示相同的部件。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中在GPS RF芯片和基帶芯片之間的接口。
圖2圖解說明了衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其包括通過接口耦合至基帶處理部件的RF處理部件，所述接口包括消息串行接口和數(shù)據(jù)串行接口。
圖3圖解說明了示出分別在數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線上傳送的數(shù)據(jù)時鐘和數(shù)據(jù)信號之間的關(guān)系的時序圖，所述數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線形成圖2中所示的數(shù)據(jù)串行接口。
圖4圖解說明了示出分別在消息時鐘信號線和消息數(shù)據(jù)位信號線上傳送的消息時鐘和消息數(shù)據(jù)位之間的關(guān)系的時序圖，所述消息時鐘信號線和消息位信號線形成圖2中所示的消息串行接口的部分。
圖5示出了用于在RF處理部件和基帶處理部件之間連接的方法。
具體實施例方式
典型的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(“SPS”)具有大約12個在任何時候?qū)τ跓o線設(shè)備可見的衛(wèi)星。如在這一文檔中使用的，SPS是指利用衛(wèi)星和/或陸上通信設(shè)備提供或允許無線設(shè)備在地球上的位置確定的任意系統(tǒng)，包括(但不限于)全球定位系統(tǒng)(“GPS”)(例如NAVSTAR)、GLONASS、LORAN、Shoran、Decca或TACAN。為了討論的目的，描述了GPS RF處理部件和基帶處理部件之間的接口的特定示例。但是，接口之下的原理總體上適用于連接RF處理部件和基帶處理部件。
首先轉(zhuǎn)到圖2，該圖示出了衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收機200。接收機200包括使用RF至基帶接口206耦合至基帶處理部件204的RF處理部件202。RF處理部件202在RF輸入端207上接收SPS信號，例如1575.42MHz GPS信號。
接收機部件200通?？梢哉J為包括RF前端224和基帶后端226。RF前端224包括RF處理部件202和RF-基帶接口206。RF前端224經(jīng)過一系列下變換、自動增益控制、和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換來處理在RF輸入端207接收到的SPS信號?；鶐Ш蠖?26包括基帶處理部件204和RF-基帶接口206?；鶐Ш蠖?26(利用微控制器核心，CPU或其他控制邏輯)處理由RF前端224提供的采樣數(shù)據(jù)。基帶后端226利用包含數(shù)字通信接口222的一個或多個地址、數(shù)據(jù)、控制和時鐘信號將處理的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字設(shè)備(例如，數(shù)字信號處理器、通用微控制器或CPU、或主機PC)。
RF前端224和基帶后端226中的一個或這兩者例如可以實現(xiàn)為分離的單個集成電路。從而，RF前端224可以是包括RF輸入端207(例如，插件上的特定輸入插腳)、RF處理部件202、和接口206(例如，如下面更加詳細地描述的一組接口插腳)的單個插件。類似地，基帶后端226可以是包括基帶處理部件204、接口206、和數(shù)字接口222的單個插件。由RF處理部件202和基帶處理部件204執(zhí)行的處理在SiRFStarI，II或III芯片組數(shù)據(jù)表中有更加詳細地闡述，而接口206在下文中被更加詳細地描述。SiRFStar芯片組可以從加利福尼亞的San Jose的SiRF技術(shù)有限公司得到。
盡管，如圖2所示，RF前端224和基帶后端226之間的功能性劃分使得其自身被劃分為兩個分離的集成電路，但是許多其他的實現(xiàn)方式也是可能的。作為一個示例，多個離散邏輯和信號處理電路塊可以實現(xiàn)RF、基帶、和接口206的功能性。作為另外的示例，RF前端224和基帶后端226的功能性之下的任何電路可以集成到單個插件(例如，其包含多個集成電路模具)或集成電路、多個插件或集成電路、或分布在一個或多個電路板上。在這些實現(xiàn)中，單獨的電線、電路板線路、或VLSI金屬或多晶硅層在RF處理電路和基帶處理電路之間傳送接口206信號。
此外，RF前端224和基帶后端226的功能性之下的任何電路可以具有附加功能地集成到單個插件或集成電路、多個插件或集成電路、或分布在一個或多個電路板上。例如，RF和基帶電路可以集成在具有數(shù)字或模擬處理電路的用于蜂窩電話，PDA操作，或用于汽車的引擎、儀器、或電子控制器的模具上。因此，圖2和上面給出的例子不是用于限制，相反，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，特定實現(xiàn)、功能性的劃分、實現(xiàn)RF處理、基帶處理和接口206的電路的封裝可以取決于臨近的應(yīng)用、工程考慮、成本考慮等而很大地變化。
接口206包括消息串行接口208和數(shù)據(jù)串行接口210。消息串行接口208提供RF部件202和基帶部件204之間的通用消息雙向串行通信。與此相反，RF部件202使用數(shù)據(jù)串行接口210向基帶部件204發(fā)送SPS信號樣本。
作為開始的問題，注意通常圖2中所示的接口206信號是CMOS兼容的。特別地，輸入對于邏輯1是高于0.7*VccV，對于邏輯0是低于0.3*VccV。輸出對于邏輯1是高于Vcc-0.4V，對于邏輯0是低于0.4V。輸入/輸出插腳取決于希望的實現(xiàn)通常工作在2.5V或3.3V的電壓范圍內(nèi)。實時時鐘(RTC)輸入/輸出插腳可以工作在1.5V，盡管它們被設(shè)計為如果需要可以容許3.3V的電平。但是，取決于希望的實現(xiàn)，信號中的任何一個可以適合于不同的額定電壓或電壓規(guī)格。
如圖2所示，消息串行接口208包括消息入信號線(標記為MSG_DO/MI)、消息出信號線(標記為MSG_DI/MO)、消息時鐘信號線(MSG_CLK/MK)和從選擇信號線(標記為MSG_CEB/SS_N
)。消息信號線上的標記指示從RF部件202/基帶部件204來看的數(shù)據(jù)流的方向。例如，消息出信號線(MSG_DI/MO)傳送由基帶部件204輸出并輸入到RF部件202的消息位。
數(shù)據(jù)串行接口210包括數(shù)據(jù)時鐘信號線(標記為ACQCLK)和數(shù)據(jù)位信號線(標記為SGNMAG)。數(shù)據(jù)串行接口210通常僅使用一條數(shù)據(jù)位信號線將數(shù)據(jù)位串行傳送至基帶部件204(如下面參照圖3更詳細地描述的)。從而，數(shù)據(jù)串行接口210通常包括很少的兩條信號線一條用于數(shù)據(jù)時鐘，另一條用于數(shù)據(jù)位。因此數(shù)據(jù)串行接口210是對于RF部件202和基帶部件204之間的SPS信號樣本接口的低復雜性的解決方案。
如圖2所示，RF處理方的接收機部件200還包括實時時鐘(RTC)振蕩器(OSC)和監(jiān)控器部件212。32KHz的晶體(或其他時鐘源)向RTC OSC部件212提供輸入時鐘214。RTC OSC部件212在RTCLK/RIN信號線上生成基帶部件204用來保持例如GPS時間或UTC時間的時鐘輸出。時鐘輸出是例如32768Hz，1.5V的CMOS輸出。RTC OSC部件212在斷電模式繼續(xù)運行，以幫助基帶部件204保持精確的時基。
但是，RTC OSC部件212中的監(jiān)控電路(例如，耦合至時鐘輸入的整流器，其后跟隨有比較器)確定什么時候輸入時鐘214已經(jīng)一致地運行(例如，已經(jīng)停止了不超過10-30個時鐘周期)。如果時鐘已經(jīng)停止了太長時間，則RF部件202設(shè)置一位(例如，設(shè)置觸發(fā)器輸出或在多位狀態(tài)寄存器中設(shè)置一位)來指示時鐘輸出尚未一致(并且，在某些情況，基帶部件204應(yīng)當搜索接收到的SPS信號的全部范圍以確定正確的時間)。
RF部件202還接受來自晶體振蕩器216或外部時鐘源218的計時輸入(例如，在無線設(shè)備中提供的基準頻率)。計時輸入216和218提供RF部件202中的PLL分頻器鏈用來生成ACQCLK信號的時鐘源。計時輸入216和218在下文中合稱為OSCCLK，而PLL分頻器鏈時鐘稱為PLLCLK。PLLCLK通常設(shè)置為對于從OSCCLK(或者內(nèi)部基準)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)時鐘ACQCLK生成16 fo(其中fo＝1.023MHz)的標稱頻率。
在加電時，OSCCLK(通常在5-27MHz的范圍)存在于ACQCLK輸出端。一個消息(下面進行描述)命令RF部件202將ACQCLK從OSCCLK轉(zhuǎn)換為PLLCLK和從PLLCLK轉(zhuǎn)換為OSCCLK。ACQCLK信號可以是具有在45％和55％之間的占空比的2.5/3.3V CMOS輸出(除了當轉(zhuǎn)換時鐘源時，在該情形中ACQCLK可以具有擴展的低循環(huán))。
電源控制信號(標記為PWRUP/RFPWRUP)控制RF部件202的某些部分是否被加電。電源控制信號可以連接到例如RF部件202中的穩(wěn)壓器使能插腳。RTC OSC部件212被單獨地加電，使得其能夠?qū)r鐘連續(xù)地提供至基帶部件204。電源控制信號可以是2.5/3.3V CMOS信號?；鶐幚矸桨≧TC邏輯部件220。RTC邏輯部件220接受由RTC OSC和監(jiān)控器部件212生成的輸入時鐘，作為確定當前時間以及SPS位置的解決方案的輔助。
RTC邏輯部件220還輸出復位信號GRFRST_N/RESET_N(聲明為低)。復位信號可以用于在加電時復位RTC OSC部件212和RF部件202中的控制寄存器的狀態(tài)。例如，當聲明(assert)GRFRST_N時，RF處理方的數(shù)字控制寄存器將被復位至他們的默認狀態(tài)?？刂萍拇嫫鞯哪J值允許OSCCLK電路工作并允許通過OCSCLK驅(qū)動ACQCLK輸出(當聲明了PWRUP時)。當未聲明GRFRST_N時，則RF部件202根據(jù)其內(nèi)部邏輯狀態(tài)而工作。
消息串行接口信號是2.5/3.3V CMOS I/O信號。MSG_CLK/MK、MSG_DI/MO和MSG_CEB/SS_N
信號被輸入至RF部件202。MSG_DO/MI信號是來自RF部件202、具有三態(tài)控制的輸出。當MSG_CEB/SS_N
為邏輯高時，MSG_DO/MI輸出為高阻抗，并且可以由其他連接到消息串行接口208的器件驅(qū)動。因而，從基帶部件204輸出的MSG_CEB/SS_N
作為允許RF部件202驅(qū)動MSG_DO/MI信號線上的數(shù)據(jù)的從選擇信號運行。當額外的器件附加至消息串行接口208時，基帶部件204可以提供附加從選擇信號線，以確定允許哪個器件驅(qū)動MSG_DO/MI信號線上的數(shù)據(jù)。
RF部件202也可以包括一個或多個用于外部模擬傳感器(未示出)的輸入。因而，RF部件202中的多通道模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器可以進行模擬輸入信號的測量并將結(jié)果傳送至基帶部件204。模擬輸入可以包括(但不限于)溫度輸入、陀螺儀偏轉(zhuǎn)速率輸入、輪盤轉(zhuǎn)動(wheel tick)輸入、或電池電壓輸入。
表1總結(jié)了用于接收機部件200的操作模式

下面轉(zhuǎn)到圖3，該解說明了示出數(shù)據(jù)時鐘302和數(shù)據(jù)信號304之間的關(guān)系的時序圖300。數(shù)據(jù)信號304將SPS信號樣本提供至基帶部件204。SPS信號樣本是從由連接到RF部件202的天線接收的SPS輸入信號產(chǎn)生的。ACQCLK信號線運送數(shù)據(jù)時鐘302，而SGNMAG信號線運送數(shù)據(jù)信號304。例如可以是2.5/3.3V CMOS輸出的數(shù)據(jù)信號304在SGNMAG信號線上發(fā)送符號位數(shù)據(jù)306和數(shù)量位數(shù)據(jù)308。在一個實施例中，數(shù)據(jù)信號304提供由RF部件202中的A/D轉(zhuǎn)換器確定的符號和數(shù)量位信息。
在其他實施例中，可以與預定協(xié)議或應(yīng)用至數(shù)據(jù)位的編碼技術(shù)(例如，偽隨機噪聲碼)相一致地提供信息或量化的附加位，以便允許基帶部件204識別所發(fā)送的數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)信號304可以對于由RF部件202處理的不同無線電鏈發(fā)送信號樣本。例如，當RF部件202正在處理SPS數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)信號304在上述的每個樣本(符號或數(shù)量)數(shù)據(jù)對中可以容納兩位。與此相反，當RF部件202正在處理不同的RF信號(例如藍牙信號)時，數(shù)據(jù)信號304可以改為根據(jù)為處理所述RF信號而建立的規(guī)則在每個樣本中發(fā)送或多或少的位(例如4或6位)。類似地，數(shù)據(jù)時鐘302可以變化頻率和占空比，以滿足對于RF部件202當前正在處理的RF信號的處理規(guī)則。
如圖3中所示，RF部件202在數(shù)據(jù)時鐘302為高時輸出符號位306，在數(shù)據(jù)時鐘302為低時輸出數(shù)量位308。如圖3中所示，符號位306在數(shù)據(jù)時鐘302的下降沿310之前的至少TSEPUP-F是有效的。類似地，數(shù)量位308在數(shù)據(jù)時鐘302的上升沿312之前的至少TSEPUP-R是有效的。
符號位306在數(shù)據(jù)時鐘302的下降沿310之后的至少THOLD-F保持有效。數(shù)量位308在數(shù)據(jù)時鐘302的上升沿312之后的至少THOLD-R保持有效。啟動和保持時間可以根據(jù)實現(xiàn)方式而變化。作為一個示例，啟動和保持時間可以是大約5-10ns。
消息串行接口208可以用多種不同的方法來實現(xiàn)。在一個實施例中，消息串行接口208具有下面陳述的特征，盡管其他的實現(xiàn)方式也是可能的。
RF部件202上的消息串行接口用作至基帶部件204的從器件(或其他遵守下面陳述的特征的主器件)。至RF部件202的輸入位(在MSG_DI線上)在MSG_CLK的控制之下移位至RF部件202中的32位移位寄存器。首先接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的最高有效位。在一個實現(xiàn)方式中，多達32位在一個消息塊中發(fā)送。同時，MSG_DO輸出位從同一移位寄存器的另一端移出。如果不需要來自RF部件202的輸出，則不需要連接MSG_DO輸出。
MSG_CLK可以例如工作在高達20MHz。而消息串行接口輸入對于邏輯1在0.7*VCC V之上，對于邏輯0在0.3*VCC V之下；并且輸出對于邏輯1在VCC-0.4V之上，對于邏輯0在0.4V之下。
從選擇信號線(MSG_CEB)對于串行數(shù)據(jù)傳輸為低電平有效。因此只要MSG_CEB在預先選擇的時間段(例如，5ns)內(nèi)為高，則可以忽略MSG_DI和MSG_CLK。在MSG_CLK的上升沿采樣數(shù)據(jù)。在一個實現(xiàn)方式中，在MSG_CLK的上升沿之后至少5ns發(fā)生MSG_DI或MSG_DO的轉(zhuǎn)變，在MSG_CLK的下一個上升沿之前至少5ns穩(wěn)定。數(shù)據(jù)在MSG_CLK的下降沿移位。繼續(xù)所述示例，MSG_CEB信號可以在第一MSG_CLK的上升沿之前至少10ns有效(邏輯0)，并在MSG_CLK的下降沿之后至少10ns保持有效(邏輯0)。兩種情形中的時間段可以是例如半個時鐘周期。隨后MSG_CEB信號可以無效(邏輯1)至少30ns，以確保鎖存了數(shù)據(jù)。
如果MSG_CEB信號在消息塊中的所有數(shù)據(jù)被發(fā)送之前轉(zhuǎn)變?yōu)楦撸瑒t丟棄數(shù)據(jù)并且不將其施加到RF部件202寄存器。消息塊中未使用的位被設(shè)置為0。但是，提供快速寫入模式以允許縮短的一字節(jié)消息。假設(shè)快速寫入模式，直到接收到多于8位。當接收到多于8位時，RF部件202希望接收有效消息的全部32位。
RF部件202響應(yīng)于從請求數(shù)據(jù)的基帶部件204接收的消息，將(MSG_DO上的)數(shù)據(jù)輸出至基帶部件204?；鶐Р考?04隨后發(fā)送后續(xù)的消息，以便從移位寄存器中移出所請求的、在RF部件202移位寄存器中的數(shù)據(jù)。所述后續(xù)的消息可以是單獨的操作信息，或者其可以是為了移出希望的數(shù)據(jù)這一唯一目的而發(fā)送的啞消息。
圖4圖解說明了顯示從選擇信號(MSG_CEB)402、消息時鐘信號(MSG_CLK)404、和消息數(shù)據(jù)位信號(MSG_DO和MSG_DI)306之間的關(guān)系的時序圖400。當從選擇信號402下降時，開始數(shù)據(jù)傳輸。當從選擇信號402上升時，鎖存所發(fā)送的數(shù)據(jù)。
如圖4中所示，消息出信號線(MSG_DI/MO)和消息入信號線(MSG_DO/MI)中的每一個運送串行位流。消息出信號線上的串行位流表示從一組預定的RF部件消息中選擇的消息，所述一組預定的RF部件消息被從基帶部件204發(fā)送至RF部件202。類似地，消息入信號線上的串行位流表示從一組預定的基帶部件消息中選擇的消息，所述一組預定的基帶部件消息被從RF部件202發(fā)送至基帶部件204。
所述消息不限于任何特定的目的或形式。如在下文中更加詳細地描述的，消息可以包括(但不限于)RF部件電源控制消息、RF部件測試消息、時鐘狀態(tài)消息、模擬測量消息、通道轉(zhuǎn)換計數(shù)消息等等。
在一種實現(xiàn)方式中，定義了四種類型的消息塊。Data[1:0](在32位或8位序列中)是地址位，其如下面的表2所示定義四個消息。每個消息類型可以支持快速寫入模式和全寫入模式，并且為兩種模式都定義了備用容量。

在表3至8中詳細定義了每個消息的內(nèi)容。表3示出了AGC和合成器控制消息，表4示出了電源控制和合成器控制消息，表5示出了用于所選消息類型的輸出請求類型。表6示出了輸出消息類型，表7-8示出了輸入消息類型。列定義如下的內(nèi)容。標記為“位”的第1列表示消息數(shù)據(jù)位，用位0指示所發(fā)送的最后一位。標記為“字段名”的第2列標識消息中字段的名稱。標記為“長度”的第3列是字段的長度。標記為“默認”的第4列指示當首次加電時RF部件202中默認參數(shù)的內(nèi)容。標記為“內(nèi)容”的第5列描述字段允許的內(nèi)容。標記為“功能”的第六列指示字段完成什么。并且，標記為“_Pwr”的第7列指示使用哪個電源區(qū)域控制位(如果有的話)來驅(qū)動，使得至RF部件202的接口上的這些字段輸出為0。
消息類型2用于利用指定多達32種類型的輸出請求的字段來實現(xiàn)輸出請求。消息類型3用于將輸入消息類型(或地址)從4擴展至36。下面對于“合成器”的參考是對于RF部件202中的PLL合成器時鐘生成電路的參考。PLL合成器可以例如通過設(shè)置時鐘分頻器值以根據(jù)多個不同的輸入基準頻率生成PLLCLK來配置。





輸出消息類型如表6所示。定義備用消息作為測試RF部件202的擴展或在其中使用。由于這些數(shù)據(jù)從RF部件202輸入到消息接口，因此為這些字段給出指示輸入的名字，例如spareInA。當數(shù)據(jù)被移出時，其利用給出的索引值定位在輸出數(shù)據(jù)流中。例如，spareInA[23:0]定位在32位輸出字段中的移出的最后24位中，從而根據(jù)首先移出最高有效位的慣例，前面的八個0后跟隨spareInA[23]到spareInA
。
Out_Dat[4:0]＝4-8規(guī)定由RF部件202中的雙斜率(dual slope)A/D轉(zhuǎn)換器進行的20位測量。如上所述，A/D轉(zhuǎn)換器可以具有與一個或多個模擬測量器件相連接的多個通道。如下文中使用的，Out_Dat[4:0]＝9規(guī)定由RTCOSC部件212維持并且如上所述的有效時鐘位。



備用消息(用于測試或擴展的目的)如表8所示。由于這些數(shù)據(jù)表示由至RF部件202的消息接口輸出的控制位，因此數(shù)據(jù)字段被命名為指示輸出，例如SpareOutA。
還為SGNMAG輸出信號線定義了測試消息。當TestSignMag[8]＝1，則進入測試模式。當該位是0，測試模式停止。在測試模式，只要ACQCLK運行，當ACQCLK為高時從TestSignMag[7]開始輸出在TestSignMag[7:0]中規(guī)定的型式。


地址[6:2]＝5-8規(guī)定用于RF部件202中的雙斜率A/D轉(zhuǎn)換器的參數(shù)。DS_ADC_PER消息設(shè)置20位轉(zhuǎn)換周期——完整A/D轉(zhuǎn)換周期(PERIOD)的持續(xù)時間，選擇一個提供至A/D轉(zhuǎn)換器(CLK_SEL)的輸入時鐘(例如，OSCCLK或PLLCLK)，以及使能或禁止時鐘(CLK_ENB)。在開始轉(zhuǎn)換之前，DS_ADC_SH消息提供A/D轉(zhuǎn)換器控制電路用作遞減計數(shù)值的20位的移位周期(SHIFT)，以便相對于任何給定的時基來改變A/D轉(zhuǎn)換周期的相位。DS_ADC_PH對于雙斜率A/D轉(zhuǎn)換器的一個轉(zhuǎn)換周期(例如積分周期的持續(xù)時間)規(guī)定20位的相位。
DS_ADC_SEQ消息規(guī)定24位來控制A/D轉(zhuǎn)換器對四個輸入通道中的每一個執(zhí)行轉(zhuǎn)換的順序。更具體地，所述24位被分成12個位對；每對規(guī)定下一個到A/D轉(zhuǎn)換器之前的模擬多路復用器的輸入通道。因此所述位對控制接下來哪一個通道將被A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，從而可以以不同的速率采樣4個輸入通道。
繼續(xù)關(guān)注表8，Address[6:2]＝9規(guī)定RTC OSC部件212中的時鐘狀態(tài)位將被設(shè)定為指示良好的時鐘，或(如果位8是1)基帶部件204正在請求通過RF部件202輸出時鐘狀態(tài)位值。Address[6:2]＝10控制(例如通過多路復用器)RF部件202在SGNMAG信號線上提供的信號。默認是符號位和數(shù)量位信息，而可選的是OSCCLK信號。
下面轉(zhuǎn)到圖5，該附圖示出了用于連接RF部件202和基帶部件204的方法的流程圖500。特別地，關(guān)于SPS信號樣本向基帶部件204的串行傳輸，RF部件202在SGNMAG信號線上放置符號位306(步驟502)，然后在ACQCLK線上提供下降沿310(步驟504)。隨后，RF部件202在SGNMAG信號線上放置數(shù)量位308(步驟506)，然后在ACQCLK線上提供上升沿312(步驟508)。對于發(fā)送到基帶部件204的每個符號位和數(shù)量位樣本對重復這一順序。從而將SPS信號數(shù)據(jù)串行地傳送至基帶部件204。
關(guān)于RF部件202和基帶部件204之間的消息傳輸，主器件(典型地為基帶部件204)確定其是否需要經(jīng)由消息串行接口208發(fā)送或接收數(shù)據(jù)(步驟510)。如果需要，基帶部件204確定消息是否是快速寫入消息(步驟512)。如果消息是快速寫入消息，則基帶部件204(如果其是發(fā)送數(shù)據(jù))或RF部件202(如果其是發(fā)送數(shù)據(jù))串行地在適當?shù)拇邢?shù)據(jù)線上放置8個數(shù)據(jù)位。通過用于每個數(shù)據(jù)位的消息時鐘404轉(zhuǎn)變來移入每個數(shù)據(jù)位(步驟514)。否則，基帶部件204或RF部件202串行地將32個數(shù)據(jù)位放置在適當?shù)拇邢⒕€上，通過消息時鐘404轉(zhuǎn)變來移入每個數(shù)據(jù)位(步驟516)。
從選擇信號線可以用于在基帶部件204和RF部件202之間傳送定時。特別地，COUNT[19:0]輸出(參見表6，Out_Dat＝8)表示RF部件202中存在的計數(shù)器的值，該計數(shù)器值揭示RF部件202中的雙斜率A/D轉(zhuǎn)換器的采樣相位。從選擇信號線連接至RF部件202中鎖存DSP定時的電路。從而，COUNT值是當從選擇信號使得輸出請求COUNT的消息以將COUNT值鎖存到移位寄存器中用于傳輸時計數(shù)器中的值。在基帶部件204，當從選擇的信號被解除聲明時(其在RF部件鎖存COUNT時也解除鎖存)，從選擇信號鎖存計數(shù)器(或時間的另一個表示)。
由此A/D采樣定時可以與基帶部件204定時有關(guān)。SHIFT[19:0]輸入(參見表8，Address＝6)用于將A/D定時移位至離基帶部件204定時希望的偏移。結(jié)果，基帶部件204可以改變RF部件202電路的定時，而不需要額外的接口線。
因此，與本發(fā)明一致的系統(tǒng)和方法提供在RF處理部件202和基帶處理部件204之間的接口(以及操作或提供接口的方法)。該接口支持在兩個處理部件之間的通用消息傳輸以及SPS信號傳輸，而不用對接口增加過度的復雜性。
為了示例和說明的目的而給出了前面對于本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述。其并非是窮舉的，或者試圖將本發(fā)明限制為所公開的精確形式。根據(jù)上面的示教，許多修改和變化是可能的。本發(fā)明的范圍并非是由這些詳細的描述來限定。
權(quán)利要求
1.一種射頻(RF)至基帶的接口，用于將處理射頻RF信號的射頻RF部件耦合至處理基帶信號的基帶部件，所述接口包括雙向消息串行接口，用于在射頻RF部件和基帶部件之間傳送消息；和數(shù)據(jù)串行接口，用于從RF部件向基帶部件傳送數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的接口，其中所述數(shù)據(jù)串行接口包括單條數(shù)據(jù)位信號線。
3.如權(quán)利要求1所述的接口，其中所述數(shù)據(jù)串行接口包括數(shù)據(jù)塊信號線和單條數(shù)據(jù)位信號線。
4.如權(quán)利要求1所述的接口，其中所述數(shù)據(jù)串行接口包括數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線，并且其中數(shù)據(jù)時鐘信號線運送包括上升沿和下降沿的數(shù)據(jù)時鐘；數(shù)據(jù)位信號線運送包括第一數(shù)據(jù)位和第二數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號；以及第一數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿有效，第二數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿有效。
5.如權(quán)利要求4所述的接口，其中所述第一數(shù)據(jù)位是符號位。
6.如權(quán)利要求4所述的接口，其中所述第二數(shù)據(jù)位是數(shù)量位。
7.如權(quán)利要求1所述的接口，其中所述消息串行接口包括消息入信號線、消息出信號線和消息時鐘信號線。
8.如權(quán)利要求7所述的接口，其中所述消息串行接口還包括從選擇信號線。
9.一種用于連接處理射頻(RF)信號的射頻(RF)部件和用于處理基帶信號的基帶部件的方法，該方法包括步驟在消息串行接口上，在RF部件和基帶部件之間連續(xù)地雙向傳送消息；和在數(shù)據(jù)串行接口上，從RF部件向基帶部件連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)的步驟包括在單條數(shù)據(jù)位信號線上連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)的步驟包括使用數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)的步驟，并且其中數(shù)據(jù)時鐘信號線運送包括上升沿和下降沿的數(shù)據(jù)時鐘；數(shù)據(jù)位信號線運送包括第一數(shù)據(jù)位和第二數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號；第一數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿上有效，第二數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿上有效。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一數(shù)據(jù)位是符號位。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二數(shù)據(jù)位是數(shù)量位。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中連續(xù)地傳送消息的步驟包括使用消息入信號線、消息出信號線和消息時鐘信號線連續(xù)地傳送消息的步驟。
15.一種射頻(RF)至基帶的接口，用于將處理RF信號的RF部件耦合至處理基帶信號的基帶部件，所述接口包括雙向消息串行接口，用于在RF部件和基帶部件之間進行通信，所述消息串行接口包括消息時鐘線；消息入信號線和消息出信號線；以及其中所述消息出信號線運送表示從預定的RF部件消息組中選擇的消息的輸出位流，預定的RF部件消息組包括RF部件電源控制消息和RF部件測試消息。
16.如權(quán)利要求15所述的接口，其中所述預定的消息組還包括RF部件可編程時鐘合成器消息。
17.如權(quán)利要求16所述的接口，其中所述可編程時鐘合成器消息包括基準分頻器值。
18.如權(quán)利要求17所述的接口，其中所述基準分頻器值是整數(shù)分頻器值。
19.如權(quán)利要求17所述的接口，其中所述基準分頻器值是小數(shù)分頻器值。
20.如權(quán)利要求15所述的接口，其中所述預定消息組還包括時鐘輸出選擇消息，用于為消息時鐘線選擇消息時鐘。
21.如權(quán)利要求15所述的接口，其中所述消息入信號線運送表示從預定的基帶部件消息組中選擇的消息的輸入位流，所述預定的基帶部件消息組包括時鐘狀態(tài)消息和模擬測量消息。
22.如權(quán)利要求21所述的接口，其中所述預定基帶部件消息組還包括通道轉(zhuǎn)換計數(shù)消息。
23.如權(quán)利要求21所述的接口，其中所述模擬測量消息包括用于多個模擬輸入通道中的至少一個的模擬測量消息。
24.如權(quán)利要求15所述的接口，還包括包含有數(shù)字時鐘信號線和數(shù)字位信號線的數(shù)字串行接口。
25.如權(quán)利要求24所述的接口，其中數(shù)據(jù)時鐘信號線運送包括上升沿和下降沿的數(shù)據(jù)時鐘；數(shù)據(jù)位信號線運送包括第一數(shù)據(jù)位和第二數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號；和第一數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿有效，第二數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿有效。
26.如權(quán)利要求25所述的接口，其中第一數(shù)據(jù)位是符號位，并且其中第二數(shù)據(jù)位是數(shù)量位。
27.一種用于衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機的RF前端，該前端包括RF處理部件，包括用于接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號的RF輸入端；和耦合至RF處理部件的RF至基帶接口，該接口包括雙向消息串行接口，用于在RF處理部件和基帶處理部件之間傳送消息；和數(shù)據(jù)串行接口，用于從RF處理部件向基帶處理部件傳送數(shù)據(jù)。
28.如權(quán)利要求27所述的RF前端，其中所述RF處理部件包括SiRFStarIII RF處理部件。
29.如權(quán)利要求27所述的RF前端，其中所述消息串行接口包括消息時鐘線；消息入信號線和消息出信號線；以及其中所述消息出信號線運送表示從預定的RF部件消息組中選擇的消息的輸出位流。
30.如權(quán)利要求29所述的RF前端，其中所述RF部件消息組包括RF部件電源控制消息和RF部件測試消息。
31.如權(quán)利要求30所述的RF前端，其中所述預定的消息組還包括時鐘輸出選擇消息，用于為消息時鐘線選擇消息時鐘。
32.如權(quán)利要求29所述的RF前端，其中所述消息入信號線運送表示從預定的基帶部件消息組中選擇的消息的輸入位流，所述預定基帶部件消息組包括時鐘狀態(tài)消息和模擬測量消息。
33.如權(quán)利要求32所述的RF前端，其中所述模擬測量消息包括用于多個模擬輸入通道中的至少一個的模擬測量消息。
34.如權(quán)利要求27所述的RF前端，其中所述數(shù)據(jù)串行接口包括數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線。
35.如權(quán)利要求34所述的RF前端，其中數(shù)據(jù)時鐘信號線運送包括上升沿和下降沿的數(shù)據(jù)時鐘；數(shù)據(jù)位信號線運送包括第一數(shù)據(jù)位和第二數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號；和第一數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿上有效，第二數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿有效。
36.如權(quán)利要求35所述的RF前端，其中所述第一數(shù)據(jù)位是符號位。
37.如權(quán)利要求35所述的RF前端，其中所述第二數(shù)據(jù)位是數(shù)量位。
38.一種用于衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機的基帶后端，該后端包括基帶處理部件，包括至少一個用于與數(shù)字器件通信的地址、數(shù)據(jù)、和控制線；和耦合至基帶處理部件的RF至基帶接口，該接口包括雙向消息串行接口，用于在RF處理部件和基帶處理部件之間傳送消息；和數(shù)據(jù)串行接口，用于從RF處理部件向基帶處理部件傳送數(shù)據(jù)。
39.如權(quán)利要求38所述的基帶后端，其中所述基帶處理部件包括SiRFStarIII基帶處理部件。
40.如權(quán)利要求38所述的基帶后端，其中所述消息串行接口包括消息時鐘線；消息入信號線和消息出信號線；以及其中所述消息出信號線運送表示從預定的RF部件消息組選擇的消息的輸出位流。
41.如權(quán)利要求40所述的基帶后端，其中所述RF部件消息組包括RF部件電源控制消息和RF部件測試消息。
42.如權(quán)利要求41所述的基帶后端，其中所述預定消息組還包括時鐘輸出選擇消息，用于選擇消息時鐘線的消息時鐘。
43.如權(quán)利要求40所述的基帶后端，其中所述消息入信號線運送表示從預定基帶部件消息組選擇的消息的輸入位流，所述預定基帶部件消息組包括時鐘狀態(tài)消息和模擬測量消息。
44.如權(quán)利要求43所述的基帶后端，其中所述模擬測量消息包括用于多個模擬輸入通道中的至少一個的模擬測量消息。
45.如權(quán)利要求38所述的基帶后端，其中所述數(shù)據(jù)串行接口包括數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線。
46.如權(quán)利要求45所述的基帶后端，其中數(shù)據(jù)時鐘信號線運送包括上升沿和下降沿的數(shù)據(jù)時鐘；數(shù)據(jù)位信號線運送包括第一數(shù)據(jù)位和第二數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號；和第一數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿有效，第二數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿有效。
47.如權(quán)利要求46所述的基帶后端，其中第一數(shù)據(jù)位是符號位。
48.如權(quán)利要求46所述的基帶后端，其中第二數(shù)據(jù)位是數(shù)量位。
49.一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，包括RF前端，包括RF處理部件和用于接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號的RF輸入端；基帶后端，包括基帶處理部件和用于與數(shù)字器件通信的至少一個地址、數(shù)據(jù)和控制線；和耦合在RF處理部件和基帶處理部件之間的RF至基帶接口，該接口包括雙向消息串行接口，用于在RF處理部件和基帶處理部件之間傳送消息；和數(shù)據(jù)串行接口，用于從RF處理部件向基帶處理部件傳送數(shù)據(jù)。
50.如權(quán)利要求49所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述RF處理部件包括SiRFStarIII RF處理部件。
51.如權(quán)利要求49所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述消息串行接口包括消息時鐘線；消息入信號線和消息出信號線；以及其中所述消息出信號線運送表示從預定的RF部件消息組中選擇的消息的輸出位流。
52.如權(quán)利要求51所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述RF部件消息組包括RF部件電源控制消息和RF部件測試消息。
53.如權(quán)利要求52所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述預定消息組還包括時鐘輸出選擇消息，用于選擇消息時鐘線的消息時鐘。
54.如權(quán)利要求51所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述消息入信號線運送表示從預定的基帶部件消息組中選擇的消息的輸入位流，所述預定的基帶部件消息組包括時鐘狀態(tài)消息和模擬測量消息。
55.如權(quán)利要求54所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述模擬測量消息包括用于多個模擬輸入通道中的至少一個的模擬測量消息。
56.如權(quán)利要求49所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述數(shù)據(jù)串行接口包括數(shù)據(jù)時鐘信號線和數(shù)據(jù)位信號線。
57.如權(quán)利要求56所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述數(shù)據(jù)時鐘信號線運送包括上升沿和下降沿的數(shù)據(jù)時鐘；數(shù)據(jù)位信號線運送包括第一數(shù)據(jù)位和第二數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號；和第一數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的上升沿上有效，第二數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)時鐘的下降沿上有效。
58.如權(quán)利要求57所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述第一數(shù)據(jù)位是符號位。
59.如權(quán)利要求57所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述第二數(shù)據(jù)位是數(shù)量位。
60.如權(quán)利要求49所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，其中所述基帶處理部件包括SiRFStarIII基帶處理部件。
全文摘要
一種RF處理部件(202)與基帶處理部件(204)之間的接口(206)，支持在RF處理部件(202)和基帶處理部件(204)之間的通用消息傳輸以及衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號樣本傳輸。所述接口包括雙向消息串行接口(208)和數(shù)據(jù)串行接口(210)。通過在數(shù)據(jù)串行接口中使用單條數(shù)據(jù)位信號線可以最小化數(shù)據(jù)串行接口的復雜性。
文檔編號H04B1/28GK1739246SQ200480002444
公開日2006年2月22日 申請日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者史蒂文·格羅尼邁耶, 羅伯特·索 申請人:SiRF技術(shù)公司