一种电子设备以及在电子设备上分配功率的方法与流程

本发明涉及一种电子设备以及相关方法，更具体地，涉及一种电子设备以及在电子设备上分配功率的方法。

背景技术：

便携式计算机或者电子设备使用量的增加使得对电池电源的依赖增强。如手机、个人数字助理(PDA)、智能手机、平板电脑、电邮设备、音频播放器、视频播放器等之类的设备通常是具有很多功能和子系统的复杂设备。典型地，一个电池用于提供全部的设备供电的需求。

一些设备，例如，便携式电子设备，允许电源管理。因此，可以指示便携式计算机在一段时间未使用后何时将进入低功耗模式。低功耗模式可以包括待机、休眠等等。其他管理电源的方法可以包括控制如显示屏、存储单元等之类的子系统，以及根据设备中运行的硬件或者软件做出的决定，或者根据设备的使用者做出的决定，使得这些子系统处于更高或者更低的功耗模式。然而，由于电池电源对于便携式电子设备是如此重要，因此需要对电池电源提供更多的控制和灵活性。

技术实现要素：

下面的实施例参照附图给出了详细的说明。

本发明提供了一种电子设备，包括：多个子系统；给多个子系统供电的电池；以及处理单元，用于给每个子系统从电池分配一个虚拟电池，其中每个虚拟电池具有来自电池的确定功率预算。

本发明还提供了在电子设备上分配功率的方法。电子设备包括处理单元、多个子系统和电池，方法包括监控每个子系统的用电量；以及为每个子系统从电池中分配虚拟电池，其中每个虚拟电池具有来自电池的确定功率预算。

本发明还提供一种在具有处理单元、电池和显示单元的电子设备上 分配功率的方法，电子设备能够运行多个应用，方法包括从电池中分别给应用分配多个虚拟电池，其中通过电子设备使每个虚拟电池具有来自电池的单独功率预算。

本发明通过以上方案对电池电源提供更多的控制和灵活性。

附图说明

通过阅读随后的详细描述和例子，参考附图，将能更充分地理解本发明，其中：

图1是图示根据本发明实施例的电子设备的框图；

图2A是根据本发明实施例的虚拟电池分区结构的示意图；

图2B是根据本发明实施例的虚拟电池设置和映射到子系统的示意图；

图3是说明根据本发明实施例的电子设备的子系统的虚拟电池图标的示意图；

图4A是图示不同子系统的现有用电量的示意图；

图4B是图示根据本发明实施例的不同子系统的用电量的示意图；

图5A是图示根据本发明实施例的在各种情况下不同的应用和子系统的估算使用时间的示意图；

图5B是图示根据本发明实施例的在一天中的各种情况下不同的应用和子系统的使用量的示意图；

图5C-5E是说明根据本发明实施例的不同应用的不同虚拟电池图标的示意图；

图6是根据本发明实施例的在电子设备上分配功率的方法的流程图。

具体实施方式

为了说明本发明的一般原理进行了下面的描述，并且不应该认为该描述具有限制意义。本发明的范围最好是参考所附权利要求来确定。

图1是图示根据本发明实施例的电子设备的框图。电子设备100包括处理单元110、存储单元120、传感器160、显示单元170、计时单元175、电池模块180、和电源管理单元190。在一个实施例中，处理单元 110可以包括一个或者多个在电源管理单元190、存储单元120以及电子设备100的子系统之间进行通信的处理器(和/或微控制器(MCU))。存储单元120可以包括易失存储器(例如SRAM)122和非易失存储器124。存储单元120可以用作处理单元110的主存储器，来执行软件例程和其他可选性存储功能。非易失存储器124能够在无电源的情况下保存指令和数据，并且可以存储以计算机可读程序指令的形式控制电子设备100的软件例程以及应用。非易失存储器124还可以包括用户界面程序，该程序给电子设备100提供功能，并且可以在显示单元170(可以是触摸屏)上输出图形用户界面。

传感器160可以包括加速计162、陀螺仪164和磁力计166，它们通过外围接口(未示出)与处理单元110耦合。可以通过使用传感器160来实施电子设备100的计步器子系统。

在一个实施例中，显示单元170可以是触摸屏。显示单元170可以通过使用现在已知的或者未来开发的多个触摸感应技术的任何技术检测其接触和任何运动或者间断(break)，所述技术包括但是不限于电容式、电阻式、红外线、和表面声波技术，以及其他接近传感器阵列或者其他用于确定一个或者多个与显示单元170接触的点的元件。本领域的技术人员会理解，上述外围接口的实施方式是公知的，因此这里将不再详述。

计时单元175可以用作电子设备100的内部计时设备。计时单元175可以保持一天的时间跟踪，并且可以使得该数据可应用于处理单元100执行的软件例程上。例如，电子设备100的监视子系统可以从计时单元175中获取时间信息，以便时间和日期可以显示在显示单元170上。

电池模块180给电子设备100的各种元件供电。例如，电池模块180包括一个或者多个电池，如锂聚合物(Li-Poly)电池、锂离子(Li-Ion)电池、镍氢(NiMH)电池或者镍镉(NiCad)电池。可选地，电池模块180包括一个或者多个一次性电池，如锌碳电池。电池模块180中的电池具有存储电荷的能力用于给电子设备100供电，与这里概述的虚拟电池截然相反，所述虚拟电池是配置在电子设备100上的逻辑结构。尽管关于电池主要对电池模块180进行了描述，但所述电池模块还可以包括任何其他合适类型的能量供应装置，例如电容和/或电容和电池的任何适当 组合。

在此实施例中，虚拟电池是电子设备上的逻辑结构，该逻辑结构给确定的一组应用供电，并且具有来自设备100上的一个或者多个物理电池的确定功率预算。处理单元110运行虚拟电池管理软件，所述软件预存储在非易失存储器124内，并且用于维护用于电子设备100的子系统的功率预算信息。例如，虚拟电池管理软件可以监控电子设备100的每个子系统的用电量，并且给每个子系统的虚拟电池分配功率预算。

电源管理单元190用于由虚拟电池管理软件基于每个子系统的虚拟电池的剩余电量，来控制子系统的用电量。

电子设备100可以是如智能手机或者平板电脑之类的便携式设备。可选地，电子设备100可以是如智能手表或者智能腕套之类的可佩带设备，并且电子设备100可以进一步包括皮带、腕套、或者手镯(图1中未示出)。可选地，电子设备100可以是一副智能眼镜，并且电子设备100可以进一步包括眼镜架和光学镜片(图1中未示出)。可选地，电子设备100可以是带有平视显示器(HUD)的眼镜。值得注意的是电子设备100可以是可佩带配件的各种变形，并且本发明不限于上述可佩带设备。例如，电子设备100可佩带于使用者的手腕、上臂、和/或腿上，或者可以附属到使用者的服装上，并且在一些实施例中可以具有手表、可穿戴式显示器、便携式媒体播放器、和/或手机的功能。

图2A是根据本发明实施例的虚拟电池分区结构的示意图。图2B是根据本发明实施例的虚拟电池设置和映射到子系统的示意图。虚拟电池分区结构200可以包括硬件子系统210、虚拟电池管理软件220、电源管理单元230、和电池模块240。硬件子系统210可以包括子系统210-1、210-2…..直到210-N。虚拟电池管理软件220用于确定每个子系统的功率预算分配，电源管理单元230可以基于由虚拟电池管理软件220确定的分配功率预算，来管理每个子系统的电源控制。例如，虚拟电池管理软件220可以从电源管理单元230和硬件子系统210中获取功率消耗信息。之后，虚拟电池管理软件220可以基于功率消耗信息，估算每个虚拟电池和物理电池的剩余电池电平，并且发送每个虚拟电池的估算剩余电池电平到电源管理单元230，以便电源管理单元230可以更新每个子系统的 分配功率预算的信息。

参考图2B，硬件子系统210可以包括应用子系统、连接子系统、监视子系统、待机子系统、通信子系统、和/或数据链路子系统等等。值得注意的是，本发明不限于前述类型的子系统，子系统的分类可以根据实际情况进行确定。虚拟电池管理软件220可以确定预定子系统的数目，并且然后建立子系统虚拟电池的分区。例如，电池模块240中的物理电池可以设置为虚拟电池240-1、240-2……直到240-N。虚拟电池240-1可以映射到子系统210-1，虚拟电池240-2可以映射到子系统210-2，……依此类推，直到虚拟电池240-N映射到子系统210-N。

在一个实施例中，子系统的分类可以通过应用使用和/或硬件使用来进行确定。可选地，处理单元110执行的应用或者软件程序可以跨越(span)不同的子系统。特别地，子系统的配置以及虚拟电池的容量可以基于电子设备100的使用和/或电子设备100的类型预先设置。例如，当电子设备100是例如智能手表、监视子系统和计步器子系统之类的可佩带设备时，所述设备主要受使用者关注。因此，虚拟电池管理软件可以给监视子系统和计步器系统分配更大的功率预算(也就是更高的虚拟电池容量)，从而保证监视子系统和计步器子系统更长的使用时间。

每个子系统具有单独的虚拟电池(也就是功率预算)和不同的日常使用(DoU)。每个子系统的虚拟电池相互独立，并且每个子系统表现得像其具有它自己的电池。尽管子系统共享电池模块180中的相同的电池，但是虚拟电池管理软件可以为每个子系统分配单独的虚拟电池。特别地，虚拟电池管理软件可以给每个子系统分配不同的功率预算，并且基于来自电源管理单元190和子系统的反馈信息，估算每个虚拟电池中的剩余电池容量。

通常，应用子系统的功率预算要远大于其他子系统的功率预算，因为与其他子系统相比，应用子系统的功率消耗是非常巨大的。然而，连接子系统和监视子系统的持续性在一些情况下对于使用者而言是更重要的。例如，假设电子设备100是可佩带设备，使用者可能想尽可能长时间地保持手表/时钟功能或者计步器功能的运行，甚至是当耗尽应用子系统的虚拟电池时也是如此。可选地，每当使用者想打电话或者接收邮件 或者信息时，电子设备100都应该是准备好的。也就是，在这种情况下连接子系统应该尽可能长时间地运行。

图3是图示根据本发明实施例的电子设备子系统的虚拟电池图标的用户界面示意图。三个虚拟电池图标310、320、和330显示于用户界面上，并且虚拟电池图标310、320、和330分别与应用子系统、连接子系统和监视子系统相关联。在第一种情况下，当耗尽应用子系统的虚拟电池时，相应地应用子系统将被关闭。例如，当使用者大量使用电子设备100玩游戏(即在应用子系统上)时，应用子系统的虚拟电池可能很快地被耗尽。当应用子系统的虚拟电池的剩余电池电平小于预定阈值(例如30％)时，可以限制应用子系统的使用，就好像是电子设备100的整个物理电池几乎耗尽一样。例如，可以降低由应用子系统显示的屏幕亮度，并且电子设备100在较短的闲置周期后可以进入待机模式。此外，当应用子系统虚拟电池的电池电平被耗尽时，关闭应用子系统。值得注意的是，其他子系统将不会受到应用子系统的影响，因为每个子系统具有它自己单独的虚拟电池。

在第二种情况中，使用者可以手动调整每个虚拟电池的功率预算。例如，假设与连接子系统相关的虚拟电池的电池电平几乎耗尽，且与应用子系统相关联的虚拟电池的电池电平仍然很高时，使用者可以点击与应用子系统相关联的虚拟电池图标210，并且滑动虚拟电池图标210上的功率条(power bar)，来手动调整虚拟电池的功率预算。因为电子设备100中的物理电池的功率可以按预定比例(例如，应用子系统、连接子系统和监视子系统的虚拟电池可以分别具有80％、10％和10％的物理电池的功率预算)分配至每个虚拟电池，并且具有较高电量的虚拟电池可以用于给其他具有较低电量的虚拟电池虚拟地(virtually)“充电”。因此，当使用者手动调整与应用子系统相关的虚拟电池图标上的功率条至较低的电量时，在与应用子系统相关的虚拟电池上减少的电荷可以通过虚拟电池管理软件和电源管理单元190进行重新分配，并且分配至其他虚拟电池，从而延长其他子系统的运行时间。

图4A是图示不同子系统的现有用电量的示意图。图4B是图示根据本发明实施例的不同子系统的用电量的示意图。图4A展示了所有的子系 统可以共享现有电子设备的相同物理电池。一旦耗尽现有电子设备的物理电池，所有的子系统将同时(例如时间t2)被关闭。参考图4B，通过为每个子系统设置虚拟电池，可以将功耗应用子系统的使用时间(例如，时间t2-t1)稍微减少，但是对使用者可能更重要的连接子系统和监视子系统的使用时间可以分别延长至时间t3和t4。

图5A是根据本发明实施例的示意图，图示在各种情况下不同的应用和子系统的估算使用时间。图5B是根据本发明实施例的示意图，图示在一天中的各种情况下不同的应用和子系统的使用量。同时参考图5A和图5B，假设电子设备100是可佩带设备，电子设备100的电池容量是有限的。当使用者是“轻度用户”，使用者一天可以使用10分钟的应用子系统，并且一天中会使用一个小时的传感器(例如计步器)。这表明使用者不经常使用电子设备100，并且电子设备100可以较长时间地处于待机状态(例如大于六天)。当使用者是“重度用户”，使用者一天可以使用一个小时的应用子系统，并且这一天中总是接通传感器(例如计步器)。这表明使用者更多地使用电子设备的应用子系统，并且对于重度用户而言电子设备的功耗是非常大的，从而重度用户的使用时间可能要短得多(例如，少于两天)。如果只是在电子设备上运行监视子系统，电子设备100就可以更长时间地(例如，多于10天)处于待机状态。如果只是在电子设备100上运行一直开启的应用(不间断应用)，电子设备100的使用时间可以稍微长于重度用户的电子设备使用时间(例如多于两天)。

在另一个实施例中，电子设备100是智能手机，并且电子设备100具有三个子系统，例如，待机子系统、通信子系统、和数据链路子系统。使用者想使用具有3天待机时间的智能手机用于通讯(即打电话)。假设使用者已经应用几个数据链路交谈了几个小时，并且智能手机已经待机两天，智能手机的电池的电量是小于20％的。为了实现3天待机时间的目标，本发明中不需要从现在开始一直禁用数据链路子系统。具体地，如果使用者开始频繁使用数据链路子系统，数据链路子系统将被禁用两个小时，从而可以节省电池的功率，以便可以实现用于通讯的3天待机时间的目标。然而，在常规的智能手机中，在上述的情况中数据链路子系统从现在开始将被禁用。尽管待机时间在常规智能手机中可以持续更 久，但因为数据链路系统被禁用并且需要复杂的手动操作，这可能引起使用者的不便。

在另一个情况中，仅剩余20％的电子设备100的电池的电量，并且仅能给电子设备100充电10分钟。假设电子设备100的电池的电量在10分钟内可以从20％充电至70％。本发明中公开了给子系统的虚拟电池充电的两种方案。例如，在第一种方案中，每个子系统在充电期间具有相同的优先级，并且在电子设备100的充电期间与预定的功率预算比率成比例地给每个虚拟电池充电。在第二种方案中，每个子系统在充电期间具有不同的优先级，并且可以首先给一些具有较高优先级的子系统充电。例如，假设电子设备100是可佩带设备，监视子系统和计步器子系统可能比其他子系统更加重要。在这种情况下，可以首先给监视子系统和计步器子系统充电，以便监视子系统和计步器子系统可以运行较长时间。

图5C-5E是图示根据本发明实施例的不同应用的不同虚拟电池图标的示意图。处理单元110可以给每个应用分配具有单独预算的虚拟电池，应用例如手机应用、计步器应用和/或音乐播放器应用，其中每个虚拟电池可以具有来自电池的预定功率预算。可以不同时运行上述应用，但是每个应用可以具有它自己的虚拟电池。处理单元110监控每个应用的用电量，并且更新每个虚拟电池的剩余电量。例如，如图5C所示，当运行手机应用时，相关的用户界面502目前显示在显示单元170上。手机应用的用户界面502呈现虚拟电池图标512，以指示用于手机应用的虚拟电池的剩余电量。同样地，如图5D所示，当运行计步器应用时，相关的用户界面504目前显示在显示单元170上。计步器应用的用户界面504呈现虚拟电池图标514，以指示用于计步器应用的虚拟电池的剩余电量。同样地，如图5E所示，当运行音乐播放器应用时，相关的用户界面506目前显示在显示单元170上。音乐播放器应用的用户界面506包括虚拟电池图标516以指示用于音乐播放器应用的虚拟电池的剩余电量。

鉴于上述内容，将来自电池的多个虚拟电池分别分配给应用，其中通过电子设备100使每个虚拟电池具有来自电池的单独的功率预算。值得注意的是，每个应用具有单独的用户界面，并且当一个应用运行时，与该运行的应用相关的用户界面在显示单元上显示单独的电池图标以指 示与该运行的应用相关的虚拟电池的剩余功率预算。还值得注意的是，虚拟电池是基于预定应用即通过软件进行分配的，并且在前述的实施例中在每个预定应用运行期间可以应用各种硬件元件。处理单元110可以监控每个运行的预定应用的用电量并且更新相关虚拟电池的状态。

图6是根据本发明实施例的在电子设备上分配功率的方法的流程图。在步骤S610中，例如通过图1中的处理单元110监控每个子系统的用电量。在步骤S620中，对于每个子系统而言例如通过图1中的处理单元110从电池(例如电池模块180)中分配虚拟电池。值得注意的是，每个虚拟电池具有来自电池的确定功率预算并且子系统的虚拟电池是相互独立的。优选地，当耗尽虚拟电池中的至少一个特定虚拟电池时，可以利用剩余虚拟电池之一来给至少一个特定虚拟电池充电。

综上所述，本发明提供了一种电子设备以及在电子设备中分配功率的方法。所述电子设备和方法能够给电子设备中的子系统分配虚拟电池。当虚拟电池之一耗尽时，相关的子系统将被关闭并且其他子系统将不会受到影响。此外，具有足够功率预算的虚拟电池可以用于给其他虚拟电池充电。

虽然已经通过举例以及根据优选实施例对本发明进行了描述，但应被理解为本发明并不限于所公开的实施例。相反，它旨在涵盖对本领域的技术人员显而易见的各种变形和类似设置。因此，所附权利要求的范围应被给予最广泛的解释以便包括所有的这些变形和类似设置。