一种电子设备的制作方法

1.本技术实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子设备。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，各类电子设备(比如，智能手表、无线耳机、手表等可穿戴设备)在生活中的应用也越来越广泛。
3.目前，各类电子设备中设置越来越多的传感器，这也导致电子设备的耗电量越来越大，从而影响电子设备的续航能力，因此，如何实现电子设备，尤其是可穿戴设备的低功耗是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种低功耗的电子设备，该电子设备包括：
5.传感器模块、传感器处理器模块、时钟模块、无线模块；
6.所述传感器模块处于工作状态且所述无线模块处于睡眠状态时，所述时钟模块通过第一非晶体振荡器产生第一时钟，所述传感器处理器模块工作在所述第一时钟；
7.所述传感器模块处于睡眠状态时，所述时钟模块通过第二非晶体振荡器产生第二时钟，所述传感器处理器模块工作在所述第二时钟，所述第二时钟的时钟频率小于所述第一时钟的时钟频率。
8.本技术实施例中，针对使用晶体或晶振产生时钟频率时，其功耗较大的问题，提出传感器模块在处于工作状态和睡眠状态时，传感器处理器模块均工作在非晶体振荡器产生的时钟，而没有使用晶体或晶振，从而有效降低传感器处理器模块的功耗，进而大大降低整个电子设备的功耗。
9.可选地，所述无线模块处于工作状态时，所述时钟模块基于第一晶体振荡器、锁相环、高频振荡器产生第三时钟，所述无线模块工作在所述第三时钟及其整数分频时钟。
10.可选地，还包括无线处理器模块；
11.所述无线模块处于睡眠状态时，所述时钟模块通过第二晶体振荡器或者第三非晶体振荡器产生第四时钟，所述无线处理器模块工作在所述第四时钟，所述第四时钟的时钟频率小于所述第三时钟和所述第一时钟的时钟频率，所述第一时钟的时钟频率小于所述第三时钟的时钟频率。
12.可选地，所述无线模块处于工作状态时，所述时钟模块基于所述第一晶体振荡器或者所述第一晶体振荡器的延迟锁相环产生第五时钟，所述无线处理器模块工作在所述第五时钟，所述第五时钟的时钟频率小于所述第三时钟的时钟频率，且大于所述第四时钟的时钟频率。
13.本技术实施例中，通过晶体振荡器产生精确且高频的第三时钟，保证了无线模块顺利接收和发送无线信号。当无线模块处于睡眠状态时，无线处理器模块工作在时钟频率较低的第四时钟，有效降低了电子设备的功耗。另外，通过非晶体振荡器产生第四时钟时，
没有借助晶体或晶振，进一步降低了电子设备的功耗。另外，相较于锁相环来说，采用延迟锁相环产生第五时钟时，不仅存在没有抖动累加，更小的锁定时间等优点，同时还具备具有低功耗，低面积成本等优势。
14.可选地，所述传感器处理器模块与所述无线处理器模块属于同一处理器，且所述无线模块处于工作状态时，所述传感器处理器模块和所述无线处理器模块工作在所述第五时钟。
15.可选地，所述传感器处理器模块与所述无线处理器模块属于同一处理器，且所述无线模块处于睡眠状态以及所述传感器模块处于工作状态时，所述传感器处理器模块和所述无线处理器模块工作在所述第一时钟。
16.可选地，所述传感器处理器模块与所述无线处理器模块属于同一处理器，且所述无线模块和所述传感器模块均处于睡眠状态，以及所述第二时钟和第四时钟属于同一时钟时，所述传感器处理器模块和所述无线处理器模块工作在所述第二时钟或者第四时钟。
17.可选地，所述传感器模块处于工作状态时，所述时钟模块通过第四非晶体振荡器产生第六时钟，所述传感器模块工作在所述第六时钟；
18.所述传感器模块采集传感器数据后，周期性唤醒所述传感器处理器模块，并将所述传感器数据传送至所述传感器处理模块进行处理，所述传感器处理器模块工作在所述第一时钟，所述第一时钟的时钟频率大于所述第六时钟的时钟频率。
19.本技术实施例中，传感器模块处于工作状态时，工作在独立的第四非晶体振荡器产生第六时钟上，然后周期性唤醒传感器处理器模块对采集的传感器数据进行处理，处理完之后重新进入休眠状态，避免传感器处理器模块长期处于工作状态，从而减少传感器处理器模块的功耗。另外，传感器模块工作在时钟频率较低的第六时钟，可以减少传感器模块的功耗。
20.可选地，所述第一晶体振荡器或所述第二晶体振荡器用于定期或触发性地对所述第一非晶体振荡器、所述第二非晶体振荡器、所述第三非晶体振荡器和所述第四非晶体振荡器进行校准。
21.本技术实施例中，采用晶体振荡器对非晶体振荡器进行校准，避免非晶体振荡器时钟频率不准、漂移等，提高了非晶体振荡器产生的时钟频率的准确性。
22.可选地，所述电子设备为耳机，所述传感器模块包括检测电路、模数转换模块和多个传感器，每个传感器通过一个通道与所述检测电路连接，所述检测电路与所述模数转换模块连接，所述多个传感器分时复用所述模数转换模块，所述多个传感器中包括至少一个出入耳检测触点；
23.所述检测电路基于所述至少一个出入耳检测触点，确定所述耳机处于入耳前状态时，控制所述模数转换模块输出的传感器数据的采样率为第一频率；
24.所述检测电路基于所述至少一个出入耳检测触点，确定所述耳机处于已入耳状态时，控制所述模数转换模块输出的传感器数据的采样率为第二频率，所述第二频率大于所述第一频率。
25.本技术实施例中，在耳机处于入耳前状态时，采用较低的采样率，从而降低传感器模块的功耗，而且，可以降低唤醒传感器处理器模块的频率，从而进一步降低功耗。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
29.图3为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
30.图4为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
31.图5为本技术实施例提供的一种传感器模块的结构示意图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.为了方便理解，下面对本发明实施例中涉及的名词进行解释。
34.晶体振荡器：采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡，可用于产生高度稳定的信号。
35.非晶体振荡器：包括rc振荡器、lc振荡器等，其中，rc振荡器指采用rc网络作为选频移相网络的振荡器。lc振荡器指采用lc振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器。
36.延迟锁相环(delay—locked loop，简称dll)。
37.参见图1，为本技术实施例提供了一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以是无线耳机、智能手表、智能手环、增强现实(augmented reality，简称ar)设备、虚拟现实(virtual reality，简称vr))设备等可穿戴设备，也可以是无线机器人等。
38.该电子设备100至少包括：传感器模块101、传感器处理器模块102、时钟模块103、无线模块104。传感器模块101处于工作状态且无线模块104处于睡眠状态时，时钟模块103通过第一非晶体振荡器产生第一时钟，传感器处理器模块102工作在第一时钟。传感器模块101处于睡眠状态时，时钟模块103通过第二非晶体振荡器产生第二时钟，传感器处理器模块102工作在第二时钟，第二时钟的时钟频率小于第一时钟的时钟频率。
39.具体地，时钟模块103包括多个时钟子模块，用于生成不同的时钟。第一非晶体振荡器和第二非晶体振荡器属于时钟模块103中的一部分，第一非晶体振荡器和第二非晶体振荡器具体可以是rc振荡器。在一些实施例中，第一非晶体振荡器可以与第二非晶体振荡器部分电路复用；第一非晶体振荡器和第二非晶体振荡器可以是同一个非晶体振荡器，也可以是两个独立的非晶体振荡器。
40.需要说明的是，传感器处理器模块102工作在第一时钟并不仅仅指传感器处理器模块102工作的时钟频率为第一时钟的时钟频率，同时还包括传感器处理器模块102工作的时钟相位为第一时钟的时钟相位；针对第二时钟以及后续其他时钟也同样如此，后续不再赘述。
41.本技术实施例中，针对使用晶体或晶振产生时钟频率时，其功耗较大的问题，提出传感器模块在处于工作状态和睡眠状态时，传感器处理器模块均工作在非晶体振荡器产生
的时钟，而没有使用晶体或晶振，从而有效降低传感器处理器模块的功耗，进而大大降低整个电子设备的功耗。
42.在一些实施例中，无线模块104处于工作状态时，时钟模块103基于第一晶体振荡器、锁相环、高频振荡器产生第三时钟，无线模块104工作在第三时钟及其整数分频时钟。
43.具体地，无线模块104可以是蓝牙、wifi、超宽带(ultra wide band，简称uwb)等。无线模块104用于接收和发送无线信号，在接收和发送信号过程中需要精确的时钟，因此，无线模块104通过第一晶体振荡器、锁相环、高频振荡器产生精准的第三时钟。由于接收和发送无线信号的频点往往在ghz级别上。比如，蓝牙工作在2.4ghz频段，wifi工作在2.4ghz频段或5.8ghz频段。因此，第一晶体振荡器、锁相环、高频振荡器需要振荡在这些频点上，以使无线模块104能够顺利接收和发送无线信号。具体实施中，以第一晶体振荡器的晶振时钟作为参考信号，通过锁相环来得到精准的第三时钟。第一晶体振荡器的晶振时钟一般可以是12mhz，13mhz，24mhz，26mhz等。无线模块104的部分电路(比如，模数转换模块、解调模块)可以工作在第三时钟的分频时钟下。当工作的频点发生变化时，产生的第三时钟的时钟频率也可以相应变化。第三时钟的时钟频率大于第一时钟和第二时钟的时钟频率。
44.在一些实施例中，如图2所示，电子设备100还包括无线处理器模块201。无线模块104处于睡眠状态时，时钟模块103通过第二晶体振荡器或者第三非晶体振荡器产生第四时钟，无线处理器模块201工作在第四时钟，第四时钟的时钟频率小于第三时钟和第一时钟的时钟频率，第一时钟的时钟频率小于第三时钟的时钟频率。在一些实施例中，第二非晶体振荡器和第三非晶体振荡器可以是同一非晶体振荡器，相应地，第二时钟的时钟频率等于第四时钟的时钟频率。
45.具体地，无线模块104处于睡眠状态时，可以直接通过第二晶体振荡器产生第四时钟，无线处理器模块201工作在第四时钟，以适应对时钟计数准确性要求高的场合，比如应用在手表上。也可以通过第三非晶体振荡器产生第四时钟，无线处理器模块201工作在第四时钟，第三非晶体振荡器可以是rc振荡器，以降低无线处理器模块201的功耗。本技术中的电子设备可以兼容上述两种产生第四时钟的方式，第四时钟的时钟频率往往是晶体振荡器支持的最低时钟频率。当然，本技术还可以通过第三非晶体振荡器产生低于第四时钟的时钟频率的时钟，以便无线处理器模块201处于睡眠状态时，工作在更低的时钟频率。
46.在一些实施例中，无线模块104处于工作状态时，时钟模块103基于第一晶体振荡器或者第一晶体振荡器的延迟锁相环产生第五时钟，无线处理器模块201工作在第五时钟。第五时钟的时钟频率小于第三时钟的时钟频率，且大于第四时钟的时钟频率。另外，第五时钟的时钟频率大于第二时钟的时钟频率，第五时钟的时钟频率大于或接近第一时钟的时钟频率。
47.本技术实施例中，通过晶体振荡器产生精确且高频的第三时钟，保证了无线模块顺利接收和发送无线信号。当无线模块处于睡眠状态时，无线处理器模块工作在时钟频率较低的第四时钟，有效降低了电子设备的功耗。另外，通过非晶体振荡器产生第四时钟时，没有借助晶体或晶振，进一步降低了电子设备的功耗。另外，相较于锁相环来说，采用延迟锁相环产生第五时钟时，不仅存在没有抖动累加，更小的锁定时间等优点，同时还具备具有低功耗，低面积成本等优势。
48.在一些实施例中，如图3所示，传感器处理器模块102与无线处理器模块201属于同
一处理器，且无线模块104处于工作状态时，传感器处理器模块102工作在第五时钟。
49.具体地，当无线模块104处于工作状态时，时钟模块103基于第一晶体振荡器或者第一晶体振荡器的延迟锁相环产生第五时钟，无线处理器模块201工作在第五时钟。由于传感器处理器模块102与无线处理器模块201位于同一处理器，此时无论传感器模块是否处于工作状态，都没必要针对传感器处理器模块102单独产生一个时钟频率，而是让传感器处理器模块102与无线处理器模块201工作在同一个时钟，即第五时钟。需要说明的是，传感器处理器模块102与无线处理器模块201工作在同一个时钟指的是：传感器处理器模块102与无线处理器模块201工作在同一个时钟的时钟频率和时钟相位。
50.在一些实施例中，传感器处理器模块102与无线处理器模块201属于同一处理器，且无线模块104处于睡眠状态以及传感器模块101处于工作状态时，传感器处理器模块102和无线处理器模块201工作在第一时钟。
51.具体地，当无线模块104处于睡眠状态时，无线处理器模块201也会相应进入睡眠状态。此时，传感器模块101和/或传感器处理器模块102可能还需要在工作。比如，电子设备100没有无线传输任务时，还需要检测温度、湿度、加速度、触摸等信号，因此传感器处理器模块102还要处于工作状态。
52.由于传感器处理器模块102与无线处理器模块201位于同一处理器，此时，处理器工作的时钟应该与传感器模块101的工作状态适配，即时钟模块103通过第一非晶体振荡器产生第一时钟，传感器处理器模块102工作在第一时钟，无线处理器模块201也相应工作在第一时钟。
53.相对于晶体振荡器，rc振荡器具有更低的功耗。另外，rc振荡器的起振时间更短，当传感器处理器模块102间歇性工作时，即工作小段时间(比如ms级)，而睡觉较长时间(比如，几十ms、几百ms)，rc振荡器的起振时间更短，即从启动到时钟频率稳定的时间更短，从而使得传感器处理器模块102能有更低的平均功耗。
54.在一些实施例中，传感器处理器模块102与无线处理器模块201属于同一处理器，且无线模块104和传感器模块101均处于睡眠状态，以及第二时钟和第四时钟属于同一时钟时，传感器处理器模块102与无线处理器模块201工作在第二时钟或者第四时钟。
55.在一些实施例中，如图4所示，传感器模块101处于工作状态时，时钟模块103通过第四非晶体振荡器产生第六时钟，传感器模块101工作在第六时钟。传感器模块101采集传感器数据后，周期性唤醒传感器处理器模102块，并将传感器数据传送至传感器处理模块102进行处理，传感器处理器模块102工作在第一时钟，第一时钟的时钟频率大于第六时钟的时钟频率，第六时钟的时钟频率大于第二时钟的时钟频率和第四时钟的时钟频率。
56.具体地，第四非晶体振荡器可以是rc振荡器。传感器模块101采集到传感器数据后，周期性唤醒第一非晶体振荡器产生第一时钟，以及传感器处理器模块102，使得传感器处理器模块102工作在第一时钟。传感器模块101向传感器处理器模块102传送传感器数据，并由传感器处理器模块102处理传感器数据。处理后，第一非晶体振荡器和传感器处理器模块102重新进入睡眠状态。
57.本技术实施例中，传感器模块101处于工作状态时，工作在独立的第四非晶体振荡器产生第六时钟上，然后周期性唤醒传感器处理器模块102对采集的传感器数据进行处理，处理完之后重新进入休眠状态，避免传感器处理器模块长期处于工作状态，从而减少传感
器处理器模块102的功耗。另外，传感器模块101工作在时钟频率较低的第六时钟，可以减少传感器模块101的功耗。
58.在一些实施例中，第一晶体振荡器或第二晶体振荡器用于定期或触发性地对第一非晶体振荡器、第二非晶体振荡器、第三非晶体振荡器和第四非晶体振荡器进行校准。
59.具体地，第一晶体振荡器和第二晶体振荡器可以是同一个晶体振荡器，也可以是两个独立的晶体振荡器。第一晶体振荡器或第二晶体振荡器周期性地对第一非晶体振荡器、第二非晶体振荡器、第三非晶体振荡器和第四非晶体振荡器进行校准。或者，当无线模块104切换至工作状态时，触发第一晶体振荡器或第二晶体振荡器对第一非晶体振荡器、第二非晶体振荡器、第三非晶体振荡器和第四非晶体振荡器进行校准。
60.针对每个非晶体振荡器，具体校准过程为：在n1个非晶体振荡器的时钟周期内，对晶振时钟进行计数，获得n2个晶体振荡器的时钟周期。然后采用以下公式(1)计算获得校准后的非晶体振荡器产生的时钟频率：
61.f1＝n1/n2*f2
………………
(1)
62.其中，f1为校准后的非晶体振荡器产生的时钟频率，f2为晶体振荡器产生的时钟频率。
63.本技术实施例中，采用晶体振荡器对非晶体振荡器进行校准，避免非晶体振荡器时钟频率不准、漂移等，提高了非晶体振荡器产生的时钟频率的准确性。
64.为了更好地解释本技术实施例，下面结合具体实施场景介绍本技术实施例提供的一种电子设备，设定电子设备为耳机，其结构如图5所示，传感器模块101包括检测电路501、模数转换模块502和多个传感器503。每个传感器503通过一个通道与检测电路501连接，检测电路501与模数转换模块502连接。检测电路501通过开关504进行通道切换，以实现多个传感器503分时复用模数转换模块502。多个传感器503中包括至少一个出入耳检测触点。
65.检测电路501基于至少一个出入耳检测触点，确定耳机处于入耳前状态时，控制模数转换模块502输出的传感器数据的采样率为第一频率。检测电路501基于至少一个出入耳检测触点，确定耳机处于已入耳状态时，控制模数转换模块502输出的传感器数据的采样率为第二频率，第二频率大于第一频率。
66.具体地，传感器模块101当前处于工作状态，即工作在第四非晶体振荡器产生第六时钟。第一频率和第二频率为传感器数据的采样率，且均小于第六时钟的时钟频率。多个传感器503中还包括按键检测触点、滑动检测触点等。检测电路501通过开关504切换至一个通道时，检测该通道上的电容值，当有物体(比如手指、肌肤)贴近时，其电容值可能会增加。若该通道对应出入耳检测触点，则基于电容值进行出入耳检测；若该通道对应按键检测触点，则基于电容值进行按键检测；若该通道对应滑动检测触点，则基于电容值进行滑动检测。
67.当模数转换模块是逐次逼近式模拟数字转换器(successive approximation adc，简称sar adc)时，传感器数据的采样率为模数转换模块的采样率。当模数转换模块是sigma-delta adc时，对模数转换模块的采样率进行滤波及下采样后，获得传感器数据的采样率。
68.在实际应用中，在耳机处于入耳前状态时，可以不启动按键检测和/或滑动检测，而只进行耳机出入耳检测，因此可以采用较低的采样率。比如，5hz、10hz、20hz等，这样可以降低传感器模块的功耗，而且可以降低唤醒传感器处理器模块的频率，从而进一步降低功
耗。而在耳机被识别处于已入耳状态之后，则需要启动按键检测和/或滑动检测。为了能充分检测到用户手指短时接触到触点，因此要工作在较高的采样率上，比如50hz、100hz、200hz等，从而保证用户体验。
69.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
70.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机设备或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
71.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机设备或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
72.这些计算机程序指令也可装载到计算机设备或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机设备或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机设备实现的处理，从而在计算机设备或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
73.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
74.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。