通信芯片待机方法、装置、通信芯片及电子设备与流程

本发明涉及电子设备能耗技术领域，具体而言，涉及一种通信芯片待机方法、装置、通信芯片及电子设备。

背景技术：

随着物联网和智能硬件的快速兴起，对电子设备各项工作性能要求越来越高，其中，电子设备在待机时的功耗及恢复。

现有技术的设备待机方法中，或为了保持通信连接，需要持续维持通信芯片中多个功能模块的供电，导致待机功耗大；或关闭大部分功能模块，导致系统不能通过无线局域网通信模块接收信号进行系统恢复，并且在唤醒时需要重新启动，唤醒耗时长，响应速度慢；或采用双核设计，待机时关闭一个CPU核、大部分存储器及其它功能模块以降低功耗，虽然保持了通信，但增加了成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种通信芯片待机方法，应用于通信芯片，所述通信芯片包括无线局域网通信模块、处理器及存储器，所述存储器中包括不断电存储区域，所述不断电存储区域中包括待机功能代码区，所述待机功能代码区中存储有所述通信芯片在待机状态下的待机运行程序；所述无线局域网通信模块中包括一定时恢复电路；所述方法包括：

接收待机触发信号，执行所述待机功能代码区中的待机运行程序；

维持所述无线局域网通信模块、处理器及不断电存储区域的供电，保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片的其他功能模块；

维持所述无线局域网通信模块中定时恢复电路的供电，并关闭所述无线局域网通信模块中的其他电路，使所述无线局域网通信模块进入睡眠状态；

在所述定时恢复电路计时达到一预设恢复时长时，恢复所述无线局域网通信模块各电路的供电，使所述无线局域网通信模块恢复工作状态；

判断所述无线局域网通信模块接收到的信息中是否包含唤醒触发信号；

当所述信息中包含有所述唤醒触发信号时，恢复所述通信芯片中与处理所述信息相关的功能模块的供电以对接收到的信息进行处理；

当所述信息中未包含有所述唤醒触发信号时，再次将所述无线局域网通信模块置为睡眠状态，并重新计时等待恢复所述无线局域网通信模块的工作状态。

本发明的另一目的在于提供一种通信芯片待机装置，应用于通信芯片，所述通信芯片包括无线局域网通信模块、处理器及存储器，所述存储器中包括不断电存储区域，所述不断电存储区域中包括待机功能代码区，所述待机功能代码区中存储有所述通信芯片在待机状态下的待机运行程序；所述无线局域网通信模块中包括一定时恢复电路；所述装置包括：

触发单元，用于接收待机触发信号，执行所述待机功能代码区中的待机运行程序；

供电维持单元，用于维持所述无线局域网通信模块、处理器及不断电存储区域的供电，保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片的其他功能模块；

睡眠单元，用于维持所述无线局域网通信模块中定时恢复电路的供电，并关闭所述无线局域网通信模块中的其他电路，使所述无线局域网通信模块进入睡眠状态；

恢复单元，用于在所述定时恢复电路计时达到一预设恢复时长时，恢复所述无线局域网通信模块各电路的供电，使所述无线局域网通信模块恢复工作状态；

判断单元，用于判断所述无线局域网通信模块接收到的信息中是否包含唤醒触发信号；

唤醒单元，用于当所述信息中包含有所述唤醒触发信号时，恢复所述通信芯片中与处理所述信息相关的功能模块的供电以对接收到的信息进行处理；

所述睡眠单元，还用于当所述信息中未包含有所述唤醒触发信号时，再次将所述无线局域网通信模块置为睡眠状态，并重新计时等待恢复所述无线局域网通信模块的工作状态。

本发明的另一目的在于提供一种通信芯片，所述通信芯片包括无线局域网通信模块、处理器及存储器，所述存储器中包括不断电存储区域，所述不断电存储区域中包括待机功能代码区，所述待机功能代码区中存储有所述通信芯片在待机状态下的待机运行程序；所述无线局域网通信模块中包括一定时恢复电路；所述存储器存储有该通信芯片的运行程序，所述处理器执行所述运行程序实现以下功能：

接收待机触发信号，执行所述待机功能代码区中的待机运行程序；

维持所述无线局域网通信模块、处理器及不断电存储区域的供电，保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片的其他功能模块；

维持所述无线局域网通信模块中定时恢复电路的供电，并关闭所述无线局域网通信模块中的其他电路，使所述无线局域网通信模块进入睡眠状态；

在所述定时恢复电路计时达到一预设恢复时长时，恢复所述无线局域网通信模块各电路的供电，使所述无线局域网通信模块恢复工作状态；

判断所述无线局域网通信模块接收到的信息中是否包含唤醒触发信号；

当所述信息中包含有所述唤醒触发信号时，恢复所述通信芯片中与处理所述信息相关的功能模块的供电以对接收到的信息进行处理；

当所述信息中未包含有所述唤醒触发信号时，再次将所述无线局域网通信模块置为睡眠状态，并重新计时等待恢复所述无线局域网通信模块的工作状态。

本发明的另一目的在于提供一种电子设备，所述电子设备包括本发明提供的通信芯片。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的通信芯片待机方法、装置、通信芯片及电子设备，通过在存储器中设置不断电存储区域，通信芯片在待机时，运行所述不断电存储区域中保存的待机运行程序，使得所述通信芯片可以在保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片的其他功能模块。如此，有效降低了所述通信芯片在待机状态下的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电子设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的保持供电区域的示意图；

图3为本发明实施例提供的设备待机方法的示意图；

图4为本发明实施例提供的不断电存储区域的示意图；

图5为本发明实施例提供的设备待机装置的示意图。

图标：100-通信芯片；110-通信芯片待机装置；111-触发单元；112-供电维持单元；113-睡眠单元；114-恢复单元；115-判断单元；116-唤醒单元；120-存储器；121-不断电存储区域；1211-待机功能代码区；1212-系统数据备份区；1213-关键寄存器备份区；1214-唤醒代码区；130-处理器；140-无线局域网通信模块；141-定时恢复电路；150-其他功能模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，是本发明较佳实施例提供的通信芯片100的示意图。本实施例中，所述通信芯片100包括通信芯片待机装置110、存储器120、处理器130、无线局域网通信模块140及其他功能模块150。

所述存储器120、处理器130、无线局域网通信模块140以及其他功能模块150各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

在本实施例中，所述存储器120可以静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)。所述存储器120为中包括有不断电存储区域121，所述不断电存储区域121包括独立于所述通信芯片100的其他功能模块150的独立时钟电路及独立供电电路。通过所述独立供电电路为所述不断电存储区域121供电，并在所述独立时钟电路提供的时钟域中维持所述不断电存储区域121的工作，使所述不断电存储区域121可以在所述通信芯片100处于待机状态时保持运行。

所述无线局域网通信模块140中包括定时恢复电路141，所述定时恢复电路141用于定时将所述无线局域网通信模块140从睡眠状态中唤醒。

所述通信芯片待机装置110包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器120中或固化在所述通信芯片100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器130用于执行所述存储器120中存储的可执行模块，例如所述通信芯片待机装置110所包括的软件功能模块及计算机程序等。

请参照图2，图2为所述通信芯片100在待机状态下保持供电的区域，包括所述处理器130、所述不断电存储区域121以及所述定时恢复电路141。通过上述保持供电的区域使得所述通信芯片100在保持无线通信连接，并关闭其他大部分功能模块以减小功耗。下面对实现本发明方案的方法步骤进行详细阐述。

请参照图3，图3为应用于图1所示通信芯片100的一种设备待机方法，所述方法包括以下步骤。

步骤S110，接收待机触发信号，执行所述待机功能代码区1211中的待机运行程序。

在本实施例中，所述不断电存储区域121包括独立于所述通信芯片100的其他功能模块150的独立时钟电路及独立供电电路。通过所述独立供电电路为所述不断电存储区域121供电，并在所述独立时钟电路提供的时钟域中维持所述不断电存储区域121的工作，使所述不断电存储区域121可以在所述通信芯片100处于待机状态时保持运行。

请参照图4，所述不断电存储区域121包括待机功能代码区1211，所述待机功能代码区1211中存储有所述通信芯片100在待机状态下的待机运行程序。所述通信芯片100在接收到待机触发信号后，执行所述待机功能代码区1211中的待机运行程序。

步骤S120，维持所述无线局域网通信模块140、处理器130及不断电存储区域121的供电，保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片100的其他功能模块150。

为降低通信芯片100待机时的电流，必须尽可能地把可以关闭非必须的模块或电路，如SRAM、Flash等较耗电的模块，以及所述无线局域网通信模块140的介质访问控制模组、基带模组、寄存器堆等电路。

由于所述通信芯片100执行的所述待机运行程序存储于不断电的所述待机功能代码区1211，所以所述通信芯片100在待机时，可以关闭除无线局域网通信模块140、处理器130及不断电存储区域121外的其他功能模块150的供电，并在其他功能模块150被关闭的情况下仍然可以维持所述通信芯片100与外部无线访问接入点(Wireless Access Point，AP)的无线通信连接，以接收外部AP发送的唤醒触发信号。并由于保持了所述无线局域网通信模块140和处理器130的供电，使得所述通信芯片100在被唤醒时不需要进行处理器130的初始化以及通信协议的初始化，可以提高的唤醒响应的效率。

进一步地，请再次参照图3，所述不断电存储区域121包括系统数据备份区1212。

所述通信芯片100在接收待机触发信号时，获取所述通信芯片100中预先设定的需要备份的系统数据，将所述需要备份的系统数据备份至所述系统数据备份区1212。如此，在所述通信芯片100从待机状态中被唤醒时，将所述系统数据备份区1212存储的数据恢复至所述通信芯片100的运行系统中。

在本实施例中，所述无线局域网通信模块140同样具有自身的省电机制，例如，根据无线通信协议IEEE802.11中的规定，所述无线局域网通信模块140可以具有两种状态，包括工作状态和睡眠状态。所述无线局域网通信模块140在所述睡眠状态维持低功耗，并定期恢复至所述工作状态以接收外部设备发送的信标(beacon)，以判断是否需要唤醒所述通信芯片100的整个系统。具体请参见步骤S130以及之后的步骤中的描述。

步骤S130，维持所述无线局域网通信模块140中定时恢复电路141的供电，并关闭所述无线局域网通信模块140中的其他电路，使所述无线局域网通信模块140进入睡眠状态。

所述无线局域网通信模块140中包括有决定所述无线局域网通信模块140工作状态的关键寄存器，所述关键寄存器包括所述无线局域网通信模块140中介质访问控制模组的寄存器、基带模组的寄存器以及寄存器堆。所述无线局域网通信模块140在从所述睡眠状态恢复至所述工作状态时，需要对这些关键寄存器进行重新配置，在对上述关键寄存器进行重新配置时会产生电流阶梯或坡度，增加了所述通信芯片100的功耗。

故在本实施例中，所述不断电存储区域121还包括关键寄存器备份区1213，请参照图4，所述方法还包括步骤S210及步骤S220，通过将所述关键寄存器中的数据备份至所述关键寄存器备份区1213，以在所述无线局域网通信模块140恢复工作状态时还原所述关键寄存器的数据，减少配置所述关键寄存器数据的时间。

步骤S210，在将所述无线局域网通信模块140置为睡眠状态前，将所述无线局域网通信模块140关键寄存器中数据备份至所述关键寄存器备份区1213。

步骤S220，在恢复所述无线局域网通信模块140的工作状态后，从所述关键寄存器备份区1213恢复所述关键寄存器中的数据。

在本实施例中，采用了硬件自动备份和重新配置所述无线局域网通信模块140的寄存器的方法，将所述介质访问控制模组的寄存器数据、基带模组的寄存器数据以及寄存器堆的数据备份至所述关键寄存器备份区1213。

具体地，所述不断电存储区域121中还存储有一预设的备份列表，所述无线局域网通信模块140在对所述关键寄存器中的数据进行备份是，通过硬件电路根据所述备份列表将记录的关键位置寄存器的地址，将所述关键寄存器中的数据备份至所述关键寄存器备份区1213。所述无线局域网通信模块140在从所述关键寄存器备份区1213恢复所述关键寄存器中的数据时，通过硬件电路通过硬件电路根据所述备份列表将记录的关键位置寄存器的地址，从所述关键寄存器备份区1213恢复所述关键寄存器中的数据。

由于通过硬件电路进行数据备份或恢复的速度非常快，使得所述无线局域网通信模块140在恢复至工作状态时，可以快速恢复关键寄存器中的数据，一方面，提高了所述无线局域网通信模块140的响应速度，另一方面，缩短了重新配置寄存器是电流阶梯或坡度的时间，进一步降低了能耗。

在本实施例中，所述定时恢复电路141可以包括32KHz频率时钟电路和所述无线局域网通信模块140恢复工作状态时所需的寄存器。在所述通信芯片100的待机状态下，需要所述定时恢复电路141定时将所述无线局域网通信模块140恢复至工作状态以接收外部信号，判断是否需要唤醒所述通信芯片100的整个系统。

步骤S140，在所述定时恢复电路141计时达到一预设恢复时长时，恢复所述无线局域网通信模块140各子单元的供电，并从所述不断电存储区域121恢复所述无线局域网通信模块140的运行数据，使所述无线局域网通信模块140恢复工作状态。

步骤S140，在所述定时恢复电路141计时达到一预设恢复时长时，恢复所述无线局域网通信模块140各电路的供电，使所述无线局域网通信模块140恢复工作状态。

IEEE802.11协议中规定所述无线局域网通信模块140需要定时恢复至工作状态接收外部设备发送的beacon。在实际应用中，对系统响应时间要求不高，但对功耗却较敏感的情况下，所述无线局域网通信模块140不需要频繁地恢复至工作状态，故在本实施例中，可以将所述预设恢复时长设置为3个beacon间隔时长，4个beacon间隔时长，甚至10个以上beacon间隔时长。如此，可以降低所述无线局域网通信模块140恢复至工作状态的频率，可以进一步降低所述通信芯片100的功耗。

步骤S150，判断所述无线局域网通信模块140接收到的信息中是否包含唤醒触发信号。

所述处理器130经由所述无线局域网通信模块140接收无线信号中的beacon，通过所述待机功能代码区1211中的待机运行程序解析接收到的beacon，并判断beacon中是否包含唤醒触发信号。

步骤S160，当所述信息中包含有所述唤醒触发信号时，恢复所述通信芯片100中与处理所述信息相关的功能模块的供电以对接收到的信息进行处理。

具体地，请再次参照图2，所述不断电存储区域121还包括唤醒代码区1214，所述唤醒代码区1214存储有用于将所述通信芯片100的功能模块从待机状态中唤醒的唤醒程序。

所述通信芯片100判断所述接收到的信息是否需要在应用层进行处理。

当接收的信息不需要在应用层进行处理时，通过所述不断电存储区域121中的待机运行程序进行处理。

当接收到的信息需要在应用层进行处理器130，唤醒所述通信芯片100中相关的功能模块对该信息进行处理。

所述通信芯片100通过所述待机功能代码区1211中的待机运行程序判断所述接收到的信息是否需要在应用层进行处理。

当接收的信息不需要在应用层进行处理时，通过所述待机功能代码区1211中的待机运行程序进行处理；

当接收到的信息需要在应用层进行处理时，运行所述唤醒代码区1214存储的唤醒程序，唤醒所述通信芯片100中相关的功能模块对该信息进行处理。

步骤S170，当所述信息中未包含有所述唤醒触发信号时，再次将所述无线局域网通信模块140置为睡眠状态，并重新计时等待恢复所述无线局域网通信模块140的工作状态。

请参照图5，本实施例还提供一种通信芯片待机装置110，应用于图1所示的通信芯片100，所述装置包括：

触发单元111，用于接收待机触发信号，执行所述待机功能代码区1211中的待机运行程序；

供电维持单元112，用于维持所述无线局域网通信模块140、处理器130及不断电存储区域121的供电，保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片100的其他功能模块150；

睡眠单元113，用于维持所述无线局域网通信模块140中定时恢复电路141的供电，并关闭所述无线局域网通信模块140中的其他电路，使所述无线局域网通信模块140进入睡眠状态；

恢复单元114，用于在所述定时恢复电路141计时达到一预设恢复时长时，恢复所述无线局域网通信模块140各电路的供电，使所述无线局域网通信模块140恢复工作状态；

判断单元115，用于判断所述无线局域网通信模块140接收到的信息中是否包含唤醒触发信号；

唤醒单元116，用于当所述信息中包含有所述唤醒触发信号时，恢复所述通信芯片100中与处理所述信息相关的功能模块的供电以对接收到的信息进行处理；

所述睡眠单元113，还用于当所述信息中未包含有所述唤醒触发信号时，再次将所述无线局域网通信模块140置为睡眠状态，并重新计时等待恢复所述无线局域网通信模块140的工作状态。

基于上述设计，本实施例提供一种具体实施方式，所述处理器130采用ARM-Cortex-M3-80MHz的CPU,所述存储器120为256KByte的SRAM存储器，其中，所述不断电存储区域121为所述SRAM中的64Kbyte的存储区域。所述无线局域网通信模块140为802.11n-1×1-20MHz的WiFi无线局域网通信模块140。

经发明人实践测算，通过本实施例提供的待机方案，所述通信芯片100待机底电流可以降到约30μA以下。同时由于所述无线局域网通信模块140回复工作状态时的硬件备份和快速配置机制，减少了原先的阶梯或坡度时间，可将保持峰电流的时间降低到2ms左右。

这样，若每个beacon间隔醒一次，平均待机电流约为(0.03×100.4+60×2)/102.4＝1.201mA；若每4个beacon醒一次，平均待机电流约为(0.03×407.6+60×2)/409.6＝0.323mA。相比于现有技术，已有了很大比例的优化。并且可以看到，醒来的时间间隔越长，平均待机电流的优化效果越明显，非常适合某些低数据率、长时间保持连线的物联网应用。

可以看出，本实施例提供方案中，保持了所述通信芯片100与外部AP的无线通信连接，使得所述通信芯片100可以随时被外部AP的信号唤醒，同时，又具有极低的待机功耗。

进一步地，本实施例还提供一种电子设备，所述电子设备中包括本实施例提供的所述通信芯片100。

综上所述，本发明提供的通信芯片待机方法、装置、通信芯片100及电子设备，通过在存储器120中设置不断电存储区域121，通信芯片100在待机时，运行所述不断电存储区域121中保存的待机运行程序，使得所述通信芯片100可以在保持无线局域网通信连接的状态下关闭所述通信芯片100的其他功能模块150。如此，有效降低了所述通信芯片100在待机状态下的功耗。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明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部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。