一种射频芯片的启动方法与流程

本发明涉及射频芯片的控制启动方法，尤其涉及一种射频芯片延长待机时间、低功耗改善的启动方法，属于无线射频芯片领域。

背景技术：

随着无线射频通信技术的飞速发展，在物联网浪潮的推动下，世界各国都在进行物联网建设，市场对于无线射频通信的功耗要求也越来越严格，其中待机时间长短就成为了一个焦点。

无线射频通信芯片由于供电的特殊性，当前的许多无线射频芯片一般采用纽扣电池或者干电池供电。在芯片启动以及待机状态下过早打开或一直打开芯片的供电和时钟系统，造成待机状态以及启动过程中功耗过大。为了延长待机和减少芯片功耗，需要一种低功耗启动方式以避免上述缺陷。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的旨在提出一种射频芯片的启动方法，解决在有限的供电容量下，通过低功耗启动和低功耗待机延长无线射频芯片的工作和待机时间的问题。

本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种射频芯片的启动方法，其特征在于：对射频芯片划分三个以上运行状态，并配置对应的多级电压域，在射频芯片启动过程中按功耗越大越后开启的原则切换供电的电压域，逐级打开射频部分的电源和时钟以及工作电压域的电源和时钟。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，所述射频芯片所划分的运行状态包括深度睡眠状态、睡眠待机状态、时钟启动状态、电源启动状态、数字工作状态以及发送接收工作状态。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，在深度睡眠状态下，仅使能供电电压域为3v的逻辑区域。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，进入睡眠待机状态后，打开弱ldo和电平转换器，并使能工作电压域的寄存器配置模块。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，进入时钟启动状态后，仅使能晶振起振；进入电源启动状态后，使能工作电压1.5v的强ldo。

更进一步地，在时钟启动状态和电源启动状态中寄存器配置模块正常工作，工作电压域内除寄存器配置模块外的其它逻辑区域处于复位状态。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，进入数字工作状态后，使能晶振输出。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，进入发送接收工作状态后，使能晶振输入，工作电压域输入时钟信号并释放逻辑器件复位。

优选的，上述射频芯片的启动方法中，发送工作状态下打开发送时钟使能以及发送侧射频相关ldo和pa；接收工作状态下打开接收时钟使能以及接收侧的射频相关ldo和lna。

应用本发明射频芯片的启动方法，具备突出的实质性特点和显著的进步性：该方案优化了射频芯片启动过程中各环节的供能顺序和逻辑范围，能够降低射频芯片的启动和待机功耗，从而达到延长射频芯片待机时间的目的。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明射频芯片启动的状态转换示意图。

图2是射频芯片的系统架构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。

本发明设计者仰赖于长期的研发经验，针对现有的诸多不足，致力于开发并创新提出了一种射频芯片的启动方法，解决在有限的供电容量下，通过低功耗启动和低功耗待机延长无线射频芯片的工作和待机时间的问题。

本发明的射频芯片的一种低功耗启动方式，较之于常规的无线通信射频系统，采用多电压域的方式，控制射频器件按射频功耗消耗越大越最后开启原则，通过不同状态下陆续打开射频部分的电源和时钟以及工作电压域的电源和时钟。以此来降低启动和待机状态，从而延长了射频芯片的待机时间。

就射频芯片的状态划分，具体分为深度睡眠状态、睡眠待机状态、时钟启动状态、电源启动状态、数字工作状态以及发送接收工作状态。

如图2所示，本发明的射频芯片的一种低功耗启动方式，其中对于射频系统而言，一般供电电压为3v，为了使数字工作频率翻转更快以及电压更稳定，通常数字逻辑工作电压为1.5v，从供电电压到工作电压需要电源转化ldo以及levelshift传递到工作电压，弱ldo仅仅可以提供工作电压下的寄存器工作，强ldo可以为其它1.5v下的逻辑供电，不同的开启顺序会有不同的功耗消耗，采用本发明方式可以有效的延长待机时间。

如图1所示，具体实施是供电电压开始供电后默认进入深度睡眠模式，深度睡眠下仅仅只有供电电压域中少许逻辑工作，比如定时唤醒阈值，模式切换等供电电压下的寄存器读写，继而外部spi配置进入睡眠模式，睡眠模式下开启弱ldo，仅仅为工作电压域下的寄存器配置模块供电，从而可以修改工作电压下的寄存器初始值，之后进入时钟启动状态，晶振起振，为防止强ldo打开消耗功耗，所以在晶振稳定后再进入下一个电源启动状态，电源启动状态下打开强ldo为数字逻辑提供全面工作电压，转换到下一状态前，除1.5v寄存器逻辑外，其它工作电压下的逻辑均处于复位状态，待强ldo稳定后，转换到数字工作状态，数字工作状态下释放数字逻辑的复位，同时打开时钟使能。为了降低功耗，射频输入到数字的时钟和电源又在接收和发送状态下作了门控，发送状态下打开发送模块的时钟、发送端射频部分的供电以及内置pa，接收状态下打开接收模块的时钟和接收端射频部分的供电。

综上关于本发明射频芯片启动方法结合图示的实施例详述可见，现有的射频芯片启动和待机状态有不同的转换模式，但功耗过大的弊端客观存在。而本发明技术方案方案优化了射频芯片启动过程中各环节的供能顺序和逻辑范围，能够降低射频芯片的启动和待机功耗，从而达到延长射频芯片待机时间的目的。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明揭示了一种射频芯片的低功耗启动方式，技术特征包括采用多电压域的方式，射频芯片启动过程中通过供电电压域逐级打开射频部分的电源和时钟以及工作电压域的电源和时钟，按功耗越大越后开启的原则，其具体划分为深度睡眠状态、睡眠待机状态、时钟启动状态、电源启动状态、数字工作状态以及发送接收工作状态。通过合理规划各个状态的静态电路和待机电流，达到低功耗启动和低功耗待机的要求，从而实现无线芯片超长待机和延长工作时间的目标。

技术研发人员：李振伟;辛建宏
受保护的技术使用者：苏州磐启微电子有限公司
技术研发日：2019.04.16
技术公布日：2019.08.06