具有低功率媒体呈现子系统的移动电话的制作方法

专利名称：具有低功率媒体呈现子系统的移动电话的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有通信网络接口的移动电子装置，例如移动电话或移动计算装 置。该装置具有通过外部网络通信的通信功能，以及呈现存储在存储器中的内容信息的媒 体呈现功能。
背景技术：
移动电话有专用于实现电话功能的基带引擎。在当今的移动电话中，该基带引擎 (也被引用为“应用引擎”)在传统的电话应用之外还提供很多功能。增加的功能涉及，例 如用户界面控制、在用户界面中呈现例如音频和视频的媒体、基于位置的服务、网络连接和 浏览。小的外形和独立性对于移动电话用户是关键问题。因此，该基带引擎是一个具有最 小外形并具有用于实现低功耗待机模式的手段的高度集成片上系统(SoC)。目前，该基带引 擎在移动电话前端针对任何来电而随网络更新时消耗很少电能。该引擎的大部分电路被切 断，仅有很少的电路被通电以感测RF前端的触发。然而，用于实现该待机模式的手段是依照如下情景制定的，其中移动电话在等待 来电且其中无需显著的数据传输。一旦用户与该移动电话交互(例如，该用户请求交互或 需要一种服务)，即使在基带引擎处于空闲时，该基带引擎也消耗显著更多的电能，这是因 为它的数据传输主干是为高速以及并发媒体处理功能设计的。因此，配备有很多功能特性 的特定的移动电话不能被充分使用，这是因为该电话的电源组或电池在短时间内(例如， 一天，或甚至几个小时)就会耗尽，带来不便。这与媒体特别是音频(例如MP3数据)的回 放尤其相关。用户希望看到播放时间的增长。当前，在电池需要重新充电前可以获得大约 20小时的播放时间，这个时间量被认为过低。从另一角度来看此问题，在移动电话领域出现了一种趋势，表现为新的移动电话 正被提供不断扩展的功能。各种数码技术汇集到移动电话上。例如，移动电话正被装配有 用于例如GPS漫游、移动电视、移动电子邮件等应用的电路。作为另一个例子，固定电话和 移动电话在此意义上汇集了 现代移动手机既支持通过广域蜂窝接入网络的通信，也支持 通过局域无线连接进入互联网的通信(例如，利用IP语音(VoIP))。后一趋势被称为“固 定-移动汇集”。有时将由这些汇集技术产生的移动电话平台称为“汇集架构”。过去，实现 单一通信功能的电路特别针对低功耗进行了优化。然而在同一平台合并各种功能以及在不 同功能间共享硬件部件使得过去针对低功耗的优化失去意义。

发明内容
因此本发明实施例的一个目的是使得在移动电话或具有单板无线电话或其他单 板数据通信功能的类似的移动电子装置上能够有更长的媒体播放时间。不允许更长的播放 时间妨碍移动电话或其他移动电子装置的基本功能。该基本功能包括该装置的电话用途和 适当并快速的用户界面功能。发明人因此构思了一种具有通过外部网络通信的通信功能、呈现存储器中存储的内容信息的呈现功能、以及用于用户控制该装置的用户界面的移动电子装置。该装置包括 用于控制通信功能和用户界面的主处理器；和用于控制呈现功能的协处理器。该主处理器 与存储器对接。该主处理器具有激活模式和睡眠模式。该主处理器在激活模式下具有高功 耗而在睡眠模式下具有低功耗。该协处理器被配置用于为该主处理器有条件地提供唤醒信 号。该主处理器被配置用于在接收到特定的唤醒信号后，从睡眠模式切换到激活模式。该 主处理器被配置用于，在激活模式下，在切换回睡眠模式前将多段内容信息中的特定一个 传输到该协处理器。该协处理器被配置用于在呈现该特定段之前将该特定段缓存在缓冲区 中。该协处理器被配置用于，在检测到表示该特定段的呈现进度的预定水平时，为该主处理 器提供下一个唤醒信号，用于初始化在该主处理器控制下将多个段中的下一段从该存储器 传输到该协处理器。该主处理器仍然是该装置上的系统的主控(master)。该主处理器控制该装置的用 户界面。由于该呈现处理在时间上呈线性，该内容信息可被分为时序上连续的(多个)段， 该连续的多个段的呈现可以是串行的。内容信息的分段和在协处理器处的播放使得该主处 理器能够在激发时进行操作并在激发之间保持睡眠模式。该主处理器能够为通信功能保持 优化，并且该协处理器一起协同实现该呈现功能的电路中的其他部件则可以针对媒体呈现 进行优化。于是，对于媒体特定呈现任务，功耗可被最小化或优化。在本发明装置的一个实施例中，该协处理器包括组合器，其用于在呈现部件中将 该内容信息的呈现与通过外部通信网络接收到的通信的呈现组合起来。相应地，该通信的 呈现可在通信进入期间与正被播放的内容信息的呈现混合。在本发明装置的另一实施例中，该装置被配置为当协处理器处于睡眠模式时，在 该主处理器控制下启用或停用该呈现部件以控制通信的呈现。如果该协处理器未被激活， 该主处理器直接控制该呈现部件来呈现通信，在协处理器处使用最少的资源。在另一实施例中，该协处理器集成电路包括易失性存储单元。每当协处理器被主 处理器唤醒时，需要重新装载来自该主处理器的操作指令。然而，这能够带来整体的功耗降 低。可以证明，至少在当前，该重新装载操作指令(的操作)在所处理的媒体是音频数据的 情况下是最适宜的。在音频数据的情况下，操作指令和媒体数据的量对于所需的数据传输 来说是适当的。最适用于进一步减少功耗地，该协处理器包括独立的电能管理单元。该电能管理 单元可以嵌入该协处理器集成电路中，或可作为单独的芯片提供。另一方面，本发明涉及一种所述装置的操作方法。基本地，该方法包括步骤-在接收到唤醒信号时将主处理器从睡眠模式切换到激活模式；-由主处理器将多段内容信息中的特定一个从存储器传输到协处理器；-将该主处理器切换回睡眠模式；-将该内容信息的特定段缓存在协处理器的缓冲区内，并随后呈现该特定段；-在检测到表示该特定段的呈现进度的预定水平时，从该协处理器向该主处理器 提供下一个唤醒信号，用于在该主处理器的控制下初始化将多个段中的下一段从该存储器 传输到该协处理器。在第一实施例中，该第一个唤醒信号是来自该协处理器的信号。然而，不排除该第 一个唤醒信号是通过用户界面或通过该通信设施产生的情况。
应该理解到，在该应用的范畴内，该主处理器在切换到激活模式时不必完全处于 睡眠模式。可以是，例如，专用于呈现功能的部分处于睡眠模式，而其他部分(例如涉及通 信功能控制的部分)是激活的。进一步地，用于切换到激活模式的唤醒信号还包括一种选 择将主处理器切换到激活模式以启动内容信息的呈现的信号。在另一实施例中，在接收到开始呈现内容信息的指令后，该主处理器初始化该协 处理器。这可以包括由该主处理器向协处理器提供特定的唤醒信号。更优选地，该初始化 包括一个由该主处理器将操作指令传输给该协处理器的步骤。这在协处理器在内部易失性 存储器上工作的情况中是尤其有利的。另一方面，本发明涉及用于在本发明的移动电子装置中使用的协处理器。该协处 理器包括用于有条件地为该移动电子装置中的主处理器提供唤醒信号的装置；-用于从该主处理器接收内容信息的至少一个段的装置；-用于缓存特定段的缓冲区；-用于呈现该段的处理装置；-用于检测表示该特定段的呈现进度的预定水平以便将下一个唤醒信号提供给主 处理器的检测装置。该协处理器可包括一个或多个集成电路。


通过示例并参照附图对本发明做出进一步的详细阐述，其中图1是本发明的电子无线通信装置的框图；图2是说明图1中装置在存储器管理中使用的按需调用(ODP)方法变换的状态机 图；以及图3和图4是图2的替代实施例的状态机图。 在这些图中，相似或相对应的特征由相同的参考标号表示。
具体实施例方式图1是本发明的电子无线通信装置100的框图。装置100包括主处理器102和媒 体协处理器104。主处理器102控制装置100的模块106的基带功能。协处理器104控制 在适当的呈现部件108(例如，显示监视器，扬声器)中的例如所存储的或所下载的音频或 视频的媒体(在文中还称为“内容信息”)的呈现。装置100的用户通过用户界面(UI)IlO 与装置100交互。在装置100的一个实施例中，UIllO被实现为，例如，一系列硬按钮和/ 或软按钮或在作为呈现部件108的一部分的显示监视器的触摸屏中的其他部件(例如，图 形用户界面(GUI)中的滚动和高亮特征)。用户选择多媒体功能(例如，播放视频，播放音 频)并通过UI 110选择要在呈现部件108中呈现的内容信息的相关文件。UI 110通过主处理器102进行控制。在用户通过UI 110选择媒体功能(例如呈 现音频)后，主处理器102启动协处理器104的通电。该通电包括，例如，初始化协处理器 104的供电系统(未示出)(如低压差线性稳压器(LDO)和直流到直流转换器)，以及对协 处理器104、以及可能地对呈现部件108和其他外围装置(未示出)进行上电复位。在协 处理器104启动媒体呈现前以及在协处理器104启动媒体呈现的期间，主处理器102是完全唤醒的。在协处理器104初始化该呈现之后，主处理器102进入睡眠模式。S卩，主处理器 102由于用户通过UI 110的请求调用而需要协处理器104的服务，从而唤醒协处理器104。 在协处理器104被适当配置并被提供请求的服务所需要的数据后，主处理器102进入睡眠 模式。在睡眠模式中，主处理器102在一时间段内作为基带引擎时仅消耗少量电能，在 该时间段内移动电话前端针对任何来电都利用通信网络进行更新。主处理器102的大部分 电路被切断且仅有很少的电路被通电用于感测触发。在协处理器104被通电后，协处理器104通过主接口控制器116向主处理器102
发出启动请求信号。启动协处理器104所需的协处理器专用固件和设置被存储在连接到主处理器102 的固定的非易失性存储器中。该固件和设置基本上是被实现为例如移动电话的移动通信装 置100的标准固件的一部分。主处理器102从该启动请求中确定什么程序映像与该新附加 的协处理器相对应。主处理器102继而从永久存储器中取得该映像并将其通过主接口控制 器116和协处理器接口控制器114传递到协处理器104中存储器118的专用存储空间。在 此之后，协处理器104开始从该存储空间执行并呈现被请求的服务。优选地，该固件与头部以及校验和一起以二进制格式传输，以使得协处理器104 能够检测数据中的错误，从而在将该固件装载到内部存储器118(例如SDRAM)时保持数据 的完整性。在通过该头部和负载的校验和验证该固件的完整性后，媒体协处理器104开始 执行。相应地，当装置100(例如，移动电话)被开启或当协处理器104需要增加功能或 修改功能时，该固件被装载到存储器118。因而，装置100使得能够动态地将软件部件装载 入存储器118。因此，嵌入式存储器118的大小可保持相对小。另外，协处理器104提供的 服务具有了灵活性。如上所述，用户通过UI 110选择要被播放的内容信息。主处理器102首先将该内 容信息从装置100上的媒体容器120、或从例如可通过数据网络访问的外部存储器中获取， 并本地缓存在缓冲区120中。该内容信息被作为数据文件获取，其中该数据文件包括表示 该内容信息的类型(例如音频、视频)和格式(例如MP3、MPEG2等)的元数据。该元数据 使得主处理器102能够选择适当的解码器。主处理器102通过使得主处理器102和协处理 器104间能够交互的协处理器应用接口配置协处理器104的多媒体流框架。在此操作完成 后，协处理器104请求该被选择的内容信息的第一个段，并将该段缓存入本地易失性存储 器132中。该被传输的段的大小与缓冲区132的大小相配。在接收到足够多的数据后，协 处理器104开始通过媒体解压缩单元1 和呈现部件108播放。如果没有其他服务或应用 请求其他任务，主处理器102进入睡眠模式。以下将更详细地讨论传输机制。在装置100的一个实施例中，主处理器102和协处理器104间的数据通信使用 特定的多媒体框架(或软件接口)实现，例如，由Khronos Group开发的OpenMax API。 OpenMax是用于为媒体部件定义清晰的媒体接口描述的产品。该描述规定了媒体流框架。 它支持将协处理器104的功能抽象为业界公认的媒体服务。在播放中，协处理器104通过将唤醒信号发送给中断处理器112来通知主处理器 102它已准备好接收该内容信息的下一个段。收到来自协处理器104的该唤醒信号后，中断处理器112使得主处理器102由睡眠模式切换到激活模式。在激活模式下，主处理器102 获取被选择的内容信息的下一个段，将其通过主接口控制器112和协处理器接口 114传输 给协处理器104，并再次进入睡眠模式。如上所述，在本发明的一个实施例中，在存储器接口控制器122和存取单元 (load-store unit) 124的控制下从在装置100上或通过电子手段连接到装置100的媒体容 器120中获取所选择的内容信息的段。如已知地，存取单元是用于处理与存储器的简单交 互的专用模块，在此情形中是媒体容器120。媒体容器120包括例如闪存卡。优选地，由主 处理器102提供的该段是压缩格式的，以使得被呈现的比特率和被压缩的数据的比特率之 比最大。并且，该压缩格式进一步使得能够缩短用于传输的时间，并因而缩短主处理器102 保持激活模式的时间。协处理器104还包括用于进行解压缩操作的解压缩模块128。注意 在协处理器104解压缩该媒体会降低从主处理器102到协处理器104的相对于被呈现的输 出的数据传输率。在协处理器104进行解压缩的特性显著有助于使得主处理器102保持睡 眠的时间尽可能长。其他有利因素是存储器132的缓冲区大小以及主处理器102和协处理 器104间的最大传输率。因而，该段被通过高速数据总线1 发送，以使得主处理器102的 激活时间尽可能短。例如，高速数据总线126是串行外围装置接口(SPI)、移动产业处理器 接口(MIPI)、高速串行接口(HSI)、移动产业处理器接口(MIPI)细总线(串行低功率片间 媒体总线)、MIPI标准协议(标准协议，用于高速串行接口的分层协议，该协议用于在移动 系统例如移动电话、手持计算机或PDA、数码相机等之中互联装置和部件，且该协议被设计 用于高数据传输率、高效率、以及低引线数)等。上述种类的串行总线，其标准的数据速度 在1兆比特/秒到100兆比特/秒之间。可替换地，主处理器102在基带模块106的控制 下通过无线连接(例如，通过互联网上或另一数据网络上的服务器的接入点)从外部源获 取(例如下载)内容信息。被选择的内容信息的被获取数据被缓存在网络缓冲区130中。 网络缓冲区130于是担任类似上面讨论的存储器120的角色。注意将该内容信息完整地下 载入网络缓冲区130中是一种选择。另一选择是分段下载该内容信息，以便每次将仅一个 段缓存入网络缓冲区130。优选地，服务器端逐段提供内容信息。在下载一个段后，主处理 器102可进入睡眠模式，直到下一个段应当传输给协处理器104。在此，参照第1131930号 标题为“PARTITIONING OF FILE FOR EMULATING STREAMING”的欧洲专利。该专利涉及在 服务器端将电子文件(例如MP3文件)分割为段序列。第一段在下载后即播放。在播放第 一段时，第二段被下载并缓存以便其在该第一段完成播放时可用。在播放当前段的同时，下 一个(或多个)段被下载并缓存。这种分割和顺序播放使得能够在下载电子文件的同时实 现文件的仿真实时播放并最小化等待时间。在从主处理器102接收到内容信息的一个段后，协处理器104将该段缓存入本地 易失存储器132中。被缓存在存储器132中的段的数据随后被读入媒体解压缩单元1 并 继而传输给将该数据转换成适合部件108呈现的格式的媒体呈现控制器134。例如，如果该 内容信息是音频文件，控制器134将该数字格式转换为用于驱动部件108中的扬声器的模 拟格式。作为另一个例子，如果该内容信息是视频文件，控制器134将该视频文件的数据转 换为适当的数字格式，用于在例如呈现部件108中的IXD显示监视器中呈现。存储器132 优选地包括被配置为循环缓冲区(或环形缓冲区)的DRAM或SDRAM。为使得该呈现无间断地继续，在当前被呈现的段完成(呈现)前，将新段传输到协处理器104。相应地，主处理器102将被适时地唤醒并被由睡眠模式切换到激活模式以便 获取下一个段并将该下一个段通过总线126传输给协处理器104。在传输后，主处理器102 再次进入睡眠模式。考虑到主处理器102在接收到该唤醒信号后进入激活模式所需的时 间，以及获取并传输该下一个段的时间，协处理器104在当前段的呈现完成前发出该唤醒信号。实现此适时唤醒机制的一种方法是预先确定协处理器104呈现当前段所需的时 间、唤醒主处理器102所需的时间、获取下一段并将其传输给协处理器104所需的时间、以 及协处理器104在该段能够被呈现前处理该段所需的时间。在每个新段播放时时钟被重 新启动。在重新启动后并呈现当前段时，该时钟随时指示该当前段呈现完成前的剩余时间 量。如果该剩余时间等于或略大于唤醒主处理器102、获取下一段并将其传输给协处理器 104所需的时间长度、加上协处理器104在下一段能够被呈现前处理该段所需的时间长度， 则协处理器104向主处理器102发出下一个唤醒信号。实现此(适时唤醒机制)的另一方法是令协处理器104跟踪缓冲区132中剩余的 用于被呈现的数据的量。可以缓冲区132中的剩余数据量设置临界值或标记值，呈现该数 据量需要的时间足以使得在此同时唤醒主处理器102、获取下一段并将其传输给协处理器 104、并且协处理器104在该下一段能够被呈现前处理该下一段。该临界值或标记值取决于 例如缓冲区132的大小、该内容信息的段的大小、总线1 的传输速度、以及上面指出的用 于协处理器104从主处理器102接收该下一段并准备用于呈现的时间。简而言之，由于该呈现过程对时间呈线性，该内容信息可被分为时序上连续的 (多个)段，并且可串行呈现该连续的多个段。该内容信息的分段使得主处理器102能够在 激发时进行操作以传输一个段，并在激发间保持睡眠模式，从而节省电能。在本发明的实施 例中，主处理器102在处理中根据缓冲区132的实现大小将被压缩的数据分段。现在在以下不同条件下考虑在模块106的控制下对来电、收到SMS消息、收到视频 消息等情景进行处理1)媒体协处理器104正忙于呈现内容信息；以及2)媒体协处理器 104关闭，或在空闲/睡眠模式下等待来自主处理器102的触发。在条件1)下，媒体协处理器104正在呈现内容信息时一个消息(例如电话、电子 邮件、SMS等)通过模块106到来。模块106包括一个或多个解码器136，例如声音解码器、 文本解码器、视频解码器等。主处理器102以模拟格式或数据格式(例如，通过脉码调制 (PCM)中的I2S总线)将代表该到来消息的数据发送到媒体协处理器104。媒体协处理器 104有用于将该消息数据直接传输到呈现控制模块134的旁路。模块134具有用于将该数 据与在该时刻正被呈现的内容信息功能性地组合起来的组合器138。例如，该到来的消息是 电话且该正被呈现的内容信息是音频文件。于是，铃声与该正被呈现的音频混合并且该混 合的数据被发送到呈现部件108，在此是扬声器。如果用户决定接听该电话，声音数据与该 正被呈现的音频混合并且该混合的数据被发送到扬声器108。在一种配置模式中，装置100 可被用户配置以根据不同的音量设置将该内容信息数据与该声音数据混合。即，用户可通 过UI 110配置装置100以在该铃声被混合进来并呈现时即将该音频内容信息的音量调低 到期望的水平。在媒体播放器上的音量配置在技术上是已知的且在此不进一步详细讨论。 在另一例子中，该到来消息是SMS消息，且正被呈现的内容信息是视频片断。模块106于是 将文本数据(或其他用于可视呈现的数据)提交到媒体协处理器104以提示用户该新接收
9到的消息。该文本数据于是与该片断的视频数据混合。例如，该提示数据被叠加在该视频 片断图像之上，优选以一种不很侵入性的方式(如通过半透明图标)叠加。用于重现该图 标的数据被存储在例如存储器120中。如果用户决定查看该SMS消息，它的文本被作为数 据从模块106发送到模块134并被类似地通过组合器138在叠层上呈现。该消息的提示以 及该消息本身都使用例如屏幕显示技术(OSD)呈现。在条件2、下，当模块106接收到到来消息时媒体协处理器104被关闭或空闲或处 于睡眠模式。通过处理器102和104的通用输入/输出(GPIO)以及该旁路，主处理器102 从外部启用/停用呈现部件108。该旁路使得协处理器104能够保持睡眠模式，其中仅有从 组合器138到呈现部件108的电路仍然激活，尽管是小功率的。高速总线1 在这些情况 下是不需要的。注意这对减少功耗有利，因为高速总线126既需要主处理器102的支持也 需要协处理器104的支持。注意在典型的移动电话软件中，声音在调制解调器堆栈中进行处理。该调制解调 器软件堆栈在主处理器102上运行。该调制解调器堆栈通常涉及处理音频通信以及其他通 过远程通信网络到来的事件。例如，通过该调制解调器到来的SMS。该事件被通过该调制解 调器堆栈指示(例如，产生铃声)，但该处理(例如编辑等)是通过应用堆栈进行的，该应 用堆栈也在主处理器102上运行。相应地，SMS以及其他电信服务(例如电子邮件、视频会 议等)由主处理器102处理。然而，主处理器102需要通过协处理器104接入到呈现部件 108。协处理器104被针对此功能优化并提供如上所述的旁路。相应地，仅需要到呈现部件 108的连接。对于睡眠模式下的操作，协处理器104被配置为低功率模式。这可以包括协处理 器104在停机模式或空闲模式下的操作。进一步地，SDRAM 118可进入自刷新模式以进一步 减少电能消耗。通过专用的GPI0，主处理器102可启用或停用到呈现部件108的通路。声 明(assert)这样的GPIO能够唤醒协处理器104(例如通过中断)。协处理器104转而将 启动呈现部件108并将其自身返回到睡眠模式，并从而将SDRAM 118也置回该自刷新模式。 由于该通路现被启用，主处理器102能够接入到呈现部件108。在主处理器102完成其任务 后，主处理器102将停用到呈现部件108的通路。功耗可通过装载专门制备的程序进一步 减少，无需在SDRAM 118内进行存储。因此SDRAM 118可被完全断电。这样的一个小程序 可刚好放入协处理器104上的片上SRAM(未示出)中并在睡眠模式下消耗很少的电能(仅 需保持)。现考虑一种情形，其中媒体协处理器104正在呈现内容信息的第一片断，且用户 在该第一个片断的呈现正在进行时通过UI 110选择了用于被呈现的内容信息的第二片 断。在接收到用户输入后，主处理器102通过该OpenMax软件层活动，并停止该第一片断的 播放。主处理器102从媒体容器120中获取该第二片断的第一段(或通过网络缓冲区130 从外部源获取)，并用上述的过程将该第一段传递给媒体协处理器104。缓冲区132于是被 重新装载并且播放重新开始。如果选择了新的解码器或效果，一个新的部署将被创建并且 不同的部件将被激活并装载。装置100的架构支持部件的动态装载。相应地，甚至在启动 和设置后，可将新部件装载到缓冲区132和SDRAM 118，且已经存在的部件(解码器，效果) 可从缓冲区132和SDRAM 118中移除。例如，考虑一种情景，其中第二首歌的播放紧随第一首歌的播放，例如，通过播放列表事先预定或由用户在该第一首歌播放完时选择第二首歌。第二首歌可具有不同的音频 解码器。因此，音频通路需要在运行时被重新配置。该重新配置是在OpenMax软件的控制 下进行的，如上所述。OpenMax是业界通用的用于调用媒体相关服务的方法。它支持部件的 动态装载。此特性支持协处理器104在任何平台上的灵活使用。类似地，它还能够应对媒 体容器格式的升级。在本发明的一个实施例中，该第一首歌的最后段被加入特殊标记，以指示之前被 选择播放的歌曲的流尾部。主处理器102有一种选择，即在该当前流结束前通过启用第二 个解码器来启动第二个流，以便实现例如从当前歌曲到下一歌曲的无间断的播放。这增强 了用户体验并避免下一歌曲仅能在新的部署被配置且新段被装载到缓冲区132之后才开 始。类似地，音量和/或图像亮度等，可通过UI 110和指示媒体协处理器修改设置的 OpenMax软件来修改。协处理器104包括在软件控制下处理数据的微控制器140。在装置100的一个实 施例中，微控制器包括与(例如)主接口控制器116，媒体解压缩单元1 和/或媒体呈现 模块134分离的电路。在另一实施例中，主控制器116、媒体解压缩单元128以及媒体呈现 模块134在软件控制下由微控制器140实现功能。为了清晰起见，功能部件116、1观和134 在图1中表示为与微控制器140分离的实体。对于大容量的便携式多媒体产品，例如移动电话和音乐播放器，系统设计关注于 功耗和硅片面积。关于嵌入式微控制器140的功率性能，很靠近微处理器140的静态存储 器(ISRAM) 142相比以SDRAM或DDRAM(DDR SDRAM或双倍速率同步DRAM)实现的本地易失 性存储器132功率低且速度快。然而，ISRAM的尺寸对芯片面积并从而对产品的售价有很 大影响。ISRAM被软件用于既存储在嵌入式处理器上运行的代码也存储数据。在已知的处 理器例如Nexperia PNX0103移动多媒体处理器中，该软件解决方案将用于(存储)指令代 码和只读数据的逻辑存储空间分成相等大小的段(页)。一个页在第一次访问该页中包含 的任何数据时被从外部存储器(例如，NAND闪存)装载到内部存储器中。由于ISRAM的容 量有限，该解决方案包含用于确定哪些页从ISRAM中移除的机制。该解决方案及其扩展在 此被称为“按需调页”(ODP)。在本发明中，ODP机制被用于从SDRAM向SDRAM中装载指令代 码以减少功耗。于是本地RAM可被视为小的缓存。这与所有代码都需要从片外DRAM获取 的情形相比可以减少功耗。已知地，短语“按需调页”被用在计算机操作系统领域中且涉及虚拟内存的应用。该嵌入式处理器使用的用于实现此机制的基础设施是存储器管理单元(MMU)和 数据与指令异常中止控制器。该MMU提供该嵌入式处理器存储空间的逻辑到物理的映射。 对于ARM系统该MMU使用段表来映射1MB的地址空间，以及页表来实现更细粒度的逻辑到 物理地址映射。最细粒度的映射是4KB或1KB的页的映射。这也将是该ODP页的粒度。MMU 中的该表的表项还包含用于允许或禁止访问该逻辑地址空间中一部分的控制。这样，该ODP 算法可以将页标记为“活动的”(即允许访问)或“废弃的”(即拒绝访问或页无效)。当废 弃的页中的代码或数据被该嵌入式处理器获取时(参考)，该嵌入式处理器将产生异常中 断，例如“预先获取”异常，或对于ARM系统的“数据异常中止”异常中断。页装载数量影响系统性能，因为用于装载的电路无法被用于任何其他事物。页装载数量也影响功耗，因为访问存储装置和DRAM要消耗电能。很多按需调页算法都有不限制页装载数量的缺点。在本发明的一个实施例中，使用一种机制来限制页装载数量并从而限制功耗。该 机制优化了执行代码时用在存储访问上的功耗。与该机制相关的方面包括运行时决定哪些代码从ISRAM或从SDRAM执行的状态 机；运行时决定如何为从ISRAM或从SDRAM的执行从外部存储器装载页的状态机，以及运行 时管理被ODP管理的存储空间的机制。参照图2中的状态图200，逻辑ODP存储空间中的每个页(1KB或4KB)可处于四个 状态中的一个。状态“废弃的SDRAM” 该页物理上驻留于SDRAM中但在MMU页表项中拒绝 通过其逻辑地址访问它。状态“废弃的ISRAM” 该页物理上驻留于ISRAM中但在MMU页表 项中拒绝通过其逻辑地址访问它。状态“活动的ISRAM” 该页物理上驻留于ISRAM中且在 MMU页表项中允许通过其逻辑地址访问它。状态“活动的SDRAM”:该页物理上驻留于SDRAM 中且在MMU页表项中允许通过其逻辑地址访问它。引入“废弃的”状态的概念的原因是引入系统中一种形式的历史。这样，经常需要 的页将保持在ISRAM中且属于间发事件的页余留在SDRAM中。周期性地，管家任务(HK)将 一些“活动的”页转移到“废弃的”状态。该方法为每个状态维护一个处于该状态的所有页 的被排序的列表，以便该HK能够选择最老的页用于状态转换。框图200说明了如下可能的转换转换202 废弃的SDRAM-活动的ISRAM —页被 引用且存在处于废弃的ISRAM状态的页。该页被拷贝到ISRAM中且该页表被设置以反映该 映射。最老的废弃的ISRAM页将转换到废弃的SDRAM状态，因为其内容被该转移到活动的 SDRAM状态的页覆盖了。见下述转换208。转换204 废弃的SDRAM-活动的SDRAM —页被引用且不存在处于废弃的ISRAM状 态的页。该页表被设置以激活该映射。转换206 废弃的ISRAM-活动的ISRAM 该页被引用且该页表被设置以激活该映射。转换208 废弃的ISRAM-废弃的SDRAM 此转换与上述的转换202相对应。该页无 需被拷贝到SDRAM，因为其原始存储从未被释放。该MMU页表需要反映被改变的物理映射。转换210 活动的ISRAM-废弃的ISRAM 周期性地，“管家任务”将X个活动的页转 移到废弃的ISRAM状态。对于这些页唯一需要做的是将其设置为非活动的。转换212 活动的SDRAM-废弃的SDRAM 周期性地，“管家任务”将Y个活动的页转 移到废弃的SDRAM状态。对于这些页唯一需要做的是将其设置为非活动的。由于废弃的状态形成系统中的访问历史，因此知道如何确定X和Y的值是有意义 的。考虑如下情景1)将X和Y设置为与活动的SDRAM页的数量相等的值。相应地，在管家(任务) 进行后，活动的SDRAM页的数量为零。2)将Y设置为与活动的SDRAM页的数量相等的值。相应地，在管家(任务)进行 后，活动的SDRAM页的数量为零。然而，将X限制为Z和Y的最小值，其中Z是限制从活动 的ISRAM(或活动的SDRAM)转移到废弃的ISRAM(或废弃的SDRAM)的页数量的常数。确定 Z即是确定功耗(其中Z应该尽可能低)和从低功耗系统状态到另一使用不同ODP页的低功耗系统状态的转移速度(其中Z应该尽可能高)之间的折衷。可通过在Z值的一个范围 内观测需要最低功耗的情景的功耗来获得适当的Z值。3)将X和Y的值设置为Z和在该管家任务(HK)开始时的活动的SDRAM页的数量 的最小值。Z可如上述情景2)确定。4)任何上述的情景都可被扩展为，如果在两个HK任务间没有废弃的ISRAM和 SDRAM的状态的变化，则为ODP保留的页的数量会减少。在管家(任务)时间没有ISRAM废 弃的页和SDRAM活动的页。这会在需要比当前保留的ODP页(的数量)少的ODP页的系统 状态下发生。该存储于是可被用于该系统的另一部分，例如，解码器工作区。当系统中再次 存在SDRAM活动页时，这些被借用的页可被回收。图3是说明图2的框图200中的行为的一种替换的状态框图300。框图300说明 了转换302，从废弃的ISRAM到活动的SDRAM，而非图2中的框图200中的转换208，从废弃 的ISRAM到废弃的SDRAM。框图300的方法具有更多的关于历史的信息(更保持历史)并 且能够证明对于间发事件以及由此产生的页装载比图2中的方法更加鲁棒。图4是说明图2的框图200中的行为的另一种替换的状态框图400。额外的状态 “未装载”被考虑进来。状态“未装载”是一种状态，其中页驻留于非易失性非线性可编址 存储器(例如NAND闪存)中。当“未装载”的页被引用时，如箭头402所示，它们从未装载 (状态)转移到活动的SDRAM(状态)。在SDRAM中存储满的情况下，废弃的SDRAM列表中 的最老的页需要转移到“未装载”状态，转换404。
权利要求
1.一种移动电子装置(100)，具有用于通过外部通信网络进行通信的通信功能、用于 呈现存储在存储器(120)中的内容信息的呈现功能、以及用于用户控制所述装置的用户界 面(110)，所述装置包括-主处理器(102)，用于控制通信功能以及用户界面；和-协处理器(104)，用于控制呈现功能；其中-主处理器与存储器对接； -主处理器具有激活模式和睡眠模式；-主处理器在激活模式下具有高功耗而在睡眠模式下具有低功耗； -协处理器被配置用于为主处理器有条件地提供唤醒信号；-主处理器被配置用于在接收到特定的唤醒信号后，从睡眠模式切换到激活模式；主 处理器被配置用于，在激活模式下，在切换回睡眠模式前将内容信息的多个段中的特定的 一个段传输到协处理器中；-协处理器被配置用于在呈现所述特定段前将所述特定段缓存在缓冲区中；并且协处 理器被配置用于，在检测到表示所述特定段的呈现进度的预定水平时，为主处理器提供下 一个唤醒信号，用于初始化在主处理器控制下将所述多个段中的下一段从存储器传输到协 处理器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中协处理器包括组合器(138)，用于在呈现部件 (108)中将内容信息的呈现和通过外部通信网络接收到的通信的呈现组合起来。
3.根据权利要求2所述的装置，被配置用于在协处理器非激活时，在主处理器的控制 下启用或停用呈现部件以控制通信的呈现。
4.一种用于呈现存储在移动电子装置的存储器中的内容信息的方法，所述移动电子装 置具有通过外部通信网络进行通信的功能、用于呈现存储在存储器中的内容信息的呈现功 能、以及用于用户控制所述移动电子装置的用户界面，所述移动电子装置进一步包括用于 控制所述通信功能和用户界面的主处理器，以及用于控制呈现功能的协处理器，所述方法 包括步骤-在接收到唤醒信号时将主处理器从睡眠模式切换到激活模式。 -由主处理器将内容信息的多个段中的特定的一个段从存储器传输到协处理器； -将主处理器切换回睡眠模式；-将所述内容信息的所述特定段缓存在所述协处理器的缓冲区内，并随后呈现所述特 定段；-在检测到表示所述特定段的呈现进度的预定水平时，从所述协处理器向所述主处理 器提供下一个唤醒信号，用于初始化在所述主处理器的控制下将所述多个段中的下一段从 存储器传输到协处理器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中唤醒信号由协处理器发送。
6.根据权利要求4所述的方法，其中第一个唤醒信号是通过用户界面或通过通信功能 模块被接收到的。
7.根据权利要求5所述的方法，其中在所述第一个唤醒信号之后，主处理器初始化协 处理器来开始呈现。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述的初始化包括将操作指令传输到协处理器的步骤。
9.根据权利要求5或6所述的方法，其中协处理器具有独立的唤醒功能模块，主处理器 能够通过所述唤醒功能模块将协处理器唤醒到激活模式。
10.根据权利要求9所述的方法，其中主处理器通过所述独立的唤醒功能模块提供指 令以启用和/或停用呈现功能。
11.一种用于控制如权利要求1所述的移动电子装置中的呈现功能的协处理器，包括 -唤醒信号提供装置，用于有条件地为所述移动电子装置中的主处理器提供唤醒信号；-接收装置，用于从所述主处理器接收内容信息的至少一个段； -缓冲区，用于缓存所述特定段； -处理装置，用于呈现所述段；以及-检测装置，用于检测表示所述特定段的呈现进度的预定水平以便将下一个唤醒信号 提供给所述主处理器。
全文摘要
一种具有用于呈现存储在存储器中的媒体的呈现功能和用于用户控制的用户界面的移动电话。主处理器控制通信功能和该用户界面。协处理器控制媒体的呈现。该主处理器在激活模式下具有高功耗而在睡眠模式下具有低功耗。该协处理器为该主处理器有条件地提供唤醒信号。在接收到特定的唤醒信号时，该主处理器从睡眠模式切换到激活模式。在激活模式下，该主处理器在切换回睡眠模式前将一特定的媒体段传输到该协处理器。该协处理器在呈现该段前将其缓存。在检测到低缓冲区水平时该协处理器为该主处理器提供下一个唤醒信号，用于初始化下一个媒体段的传输。
文档编号G06F9/48GK102084317SQ200980116231
公开日2011年6月1日 申请日期2009年4月6日 优先权日2008年4月7日
发明者阿曼德·斯特伊芬沃尔德 申请人:意法爱立信有限公司