超低功耗的控制系统及其电源控制方法、电子装置与流程

本发明涉及控制系统的技术领域，尤其涉及片上系统类控制系统的技术领域，更具体地，涉及一种超低功耗的控制系统及其电源控制方法、电子装置。

背景技术：

随着芯片工艺线的不断发展，互补金属氧化物半导体(英文全称complementarymetaloxidesemiconductor，简称cmos)集成电路的特征尺寸不断缩小，集成电路的规模越来越大。但是在便携式系统、智能物联网领域的芯片却对功耗越来越严格，并且功耗消耗已经是衡量一款芯片成功与否的重要指标。因此，如何提高芯片的动态能耗比和降低芯片的待机静态功耗，是业界亟待解决的技术之一。

目前常用的降低低功耗的方法有四种：多电压域、时钟门控、电源关断和动态电压频率调整。除了时钟门控以外，其他几种方法都需要用到电子设计自动化(英文全称electronicsdesignautomation，简称eda)厂商的低功耗解决方案；这些eda厂商提供的解决方案中通常已经有标准的低功耗设计流程，例如，基于通用功率格式(英文全称commonpowerformat，简称cpf)的低功耗设计，基于统一功率格式(英文全称unifiedpowerformat，简称upf)的低功耗设计。

但是发明人在实现本发明的过程中发现，上述基于标准的低功耗设计流程会存在很多不足，例如：a、需要使用专用的eda设计工具才能实现；b、流程复杂，研发成本高，研发周期长，从而会大幅度增加芯片面积和增加产品成本；c、在一定程度上增加了可测试性设计(英文全称designfortestability，简称dft)、集成电路版图(英文名layout)设计等后续环节的复杂度，从而增加了产品成本和研发风险。尤其是对于一些较小规模的片上系统(英文全称systemonchip，简称soc)项目，对于成本和开发周期要求很高，基于标准的低功耗设计流程可能产生的技术问题更加明显。

技术实现要素：

为了解决现有技术中控制系统通过基于标准的低功耗流程设计，会存在开发周期长和成本高的技术问题，本发明提供一种超低功耗的控制系统及其电源控制方法、电子装置，通过将多电源域和电源关断技术进行结合，睡眠模式下大部分区域是处于电源关闭状态，从而实现睡眠模式能够实现超低功耗；而且电路规模小、有利于降低产品成本，流程简单、研发周期短。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

本发明一方面提供一种超低功耗的控制系统，其特征在于，包括：

相互隔离的第一电源域和第二电源域；

所述第一电源域对应的电源设置成保持一直供电，而所述第二电源域对应的电源设置成基于外部输入信息可选择性地开启或关断；

其中，所述第一电源域包括用于控制所述第二电源域对应的电源开启或关断的电源控制单元，以及用于生成所述电源控制单元开启或关断控制信号的电源控制条件生成单元。

本发明实施例优选的实施方式中，所述电源控制条件生成单元包括实时计数模块，以及分别向所述实时计数模块和所述电源控制单元提供时钟信号的低功耗时钟产生模块；并且基于所述实时计数模块生成的预定时间或时长信号，所述实时计数模块生成指示所述电源控制单元输出开启或关断电源的控制信号。

本发明实施例进一步优选的实施方式中，当所述第二电源域对应的电源处于关断的睡眠模式时，且所述实时计数模块接收的预定时间或时长信号达到时，所述第一电源域中所述电源控制单元输出开启所述第二电源域对应电源的开启控制信号，并且基于与所述控制系统连接的存储器中设置的控制指令，控制与所述控制系统连接的外围器件对应电源的开启或关断。

本发明实施例优选的实施方式中，所述电源控制条件生成单元能够接收与所述控制系统连接的外围信号传输单元的第一输入信号，并基于所述外围信号传输的第一输入信号，生成所述电源控制单元开启或关断电源的控制信号。

本发明实施例优选的实施方式中，所述第二电源域中设置有第一处理器；所述控制系统还包括第三电源域，所述第三电源域中设置有第二处理器，当所述第二电源域对应的电源处于关断的睡眠模式、且所述第三电源域对应的电源处于开启时，所述电源控制条件生成单元接收所述第二处理器处理的第二输入信号，当所述第二处理器处理的第二输入信号表征有需要开启所述第二电源域对应的电源时，生成所述第一电源域中电源控制单元开启或关断的控制信号。

本发明实施例优选的实施方式中，所述第一电源域还包括用于防止产生漏电流的隔离单元，所述隔离单元分别与所述电源控制单元和所述电源控制条件生成单元连接。

本发明第二方面还提供一种超低功耗的控制系统的电源控制方法，其特征在于，所述控制系统包括相互隔离的第一电源域和第二电源域；所述第一电源域对应的电源设置成保持一直供电，而所述第二电源域对应的电源设置成基于外部输入信息可选择性地开启或关断；所述方法包括：

当所述控制系统进入休眠状态时，所述第一电源域对应的电源仍然保持一直供电状态，所述所述第二电源域对应的电源处于关闭状态；

其中，所述第一电源域还用于在所述控制系统进入休眠状态时，如果接收到满足预定要求的输入信号时，生成控制所述第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。

本发明实施例优选的实施方式中，所述如果接收到满足预定要求的输入信号时，生成控制所述第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号包括：

基于实时计数模块生成的预定时间或时长信号，生成控制所述第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。

本发明实施例进一步优选的实施方式中，当所述控制系统准备从工作模式切换为睡眠模式时，所述控制方法还包括：

a、将所述控制系统对应控制对象中需要保存的信息，写入到与所述控制系统连接的外部存储器；

b、配置所述实时计数模块，设定睡眠时间长度；

c、配置所述控制系统中的电源配置信息控制模块，设定睡眠模式。

本发明实施例优选的实施方式中，所述如果接收到满足预定要求的输入信号时，生成控制所述第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号包括：

接收与所述控制系统连接的外围信号传输单元的第一输入信号，当所述外围信号传输单元的第一输入信号表征有需要开启所述第二电源域对应的电源时，生成控制所述第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。

本发明实施例优选的实施方式中，所述第二电源域中设置有第一处理器；所述控制系统还包括第三电源域，所述第三电源域中设置有第二处理器；所述如果接收到满足预定要求的输入信号时，生成控制所述第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号包括：

当所述第二电源域对应的电源处于关断的睡眠模式、且所述第三电源域对应的电源处于开启时，接收所述第二处理器处理的第二输入信号，当所述第二处理器处理的第二输入信号表征有需要开启所述第二电源域对应的电源时，生成所述第一电源域中电源控制单元开启或关断的控制信号。

本发明实施例优选的实施方式中，所述第一电源域接收的预定要求对应的输入信号和输出的所述控制信号，还需经过隔离单元对信号进行防止漏电流处理。

本发明第三方面还提供一种电子装置，其特征在于，包括：如第一方面提供的任意一种所述的控制系统，与所述控制系统连接的外围器件，以及存储器；所述存储器接收所述第一电源域或第二电源域提供的电源控制信号，并通过所述控制系统执行所述存储器中需要执行的控制指令。

本发明实施例优选的实施方式中，所述控制指令包括多种不同的睡眠模式，每种休眠模式设置成可以分别不同地选择性关闭部分或全部所述外围器件。

采用本发明实施例提供的上述多种技术方案，可以分别实现如下有益效果：

1、通过提供两个相互隔离的电源域，第二电源域对应电源在休眠模式下处于关闭状态，第一电源域对应电源一直保持供电，而第一电源域内部的电源控制单元和电源控制条件生成单元功耗极低；并且能够在休眠模式下，第一电源域提供开启第二电源域对应电源的控制信号，从而实现多电源域、且不需要复杂电源控制电路的低功耗设计；所以整个控制系统在休眠模式下能够实现超低功耗(例如，可以实现小于1uw)。进一步地，本发明实施例提供的技术方案还具有：采用自定的精简电源关断电路，使得控制系统中的电源关断设计可以不需要使用专用的eda设计工具中的标准电源关断标准设计库，而且电路规模小、有利于降低产品成本，流程简单、研发周期短。因此，本发明提供的技术方案非常适用于小规模soc的开发设计。

2、作为优选的实施方案中，可以针对多核控制系统进行低功耗设计，而且借用多核控制系统中处理器可以相互进行电源关断控制，可以在满足控制系统低功耗前提下，进一步增强整个控制系统的处理能力。

3、作为优选的实施方案中，第一电源域中的隔离单元可以直接在控制系统设计方案提供者自行制定，无需制造厂商提供技术支持；所以控制系统的制造加工更加简化和完整，更加有利于本发明实施例提供技术方案对应产品的生产和市场推广。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例一提供一种超低功耗的控制系统的结构示意图。

图2为本发明实施例二提供一种超低功耗的控制系统的结构示意图。

图3为本发明实施例二提供一种超低功耗的控制系统中第一电源域的结构示意图。

图4为本发明实施例三提供一种超低功耗的控制系统的结构示意图。

图5为本发明实施例四提供一种超低功耗的控制系统的结构示意图。

图6为本发明实施例五提供一种超低功耗的控制系统的电源控制方法的流程图。

图7为本发明实施例六提供一种超低功耗的控制系统的电源控制方法的流程图。

图8为本发明实施例七提供一种超低功耗的控制系统的电源控制方法的流程图。

图9为本发明实施例八提供一种超低功耗的控制系统的电源控制方法的流程图。

图10为本发明实施例九提供一种电子装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释；并且只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组控制系统可执行指令的控制系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述：

实施例一

本实施例为了解决现有技术中基于标准的低功耗设计流程会存在开发周期长和成本高的技术问题；例如，目前常用的降低低功耗的方法有四种：多电压域、时钟门控、电源关断和动态电压频率调整。除了时钟门控以外，其他几种方法都需要用到各个eda厂商的低功耗解决方案，而且还会在一定程度上增加了可测试性设计(英文全称designfortestability，简称dft)、集成电路版图(英文名layout)设计等后续环节的复杂度，从而增加了产品成本和研发风险。为了解决这些技术问题，本实施例提供一种超低功耗的控制系统，针对控制系统内部功能量身定制合适的电源域，通过控制信号控制外部电源管理模块供电或切断电源，从而通过简单的电路实现超低功耗设计。

具体地，如图1所示，本实施例提供的超低功耗控制系统100包括：

相互隔离的第一电源域110和第二电源域120；

其中，电源域的英文表述为powerdomain，简称pd，进行电源域划分主要是为了根据供电特性，例如控制系统100内某些部件/单元需要长期保持供电，而控制系统100内其他某些部件/单元需要根据实际需求可选择性地断开，所以将这些不同的部件/单元按照区域划分布局或集成，这样可以更好地对控制系统100内部各个部件/单元及时供电，并且也不影响这些不同部件/单元之间供电信号的干扰。

第一电源域110对应的电源(第一电源410，下同)设置成保持一直供电，而第二电源域120对应的电源(第二电源420，下同)设置成基于外部输入信息可选择性地开启或关断。即不论控制系统100被设置成休眠状态、工作状态或者其他自定义状态，第一电源域110对应的电源一直保持开启，所以第一电源域110也用powerdomainalwayson表示，简称pd_aon。而第二电源域120对应的电源需要根据控制系统100的状态选择性地对划分到第二电源域120内的各个部件/单元进行供电，而外部输入信息可以是从外部存储器中加载的控制指令，或者外部硬件电路产生的表征开启或关断电源的电平信号，也可以是从第一电源域110中接收的控制信号。例如，休眠状态下，第二电源域120内的各个部件/单元的供电需要关断；工作模式下，第二电源域120内的各个部件/单元的供电需要开启，如果有其他自定义模式，可以对第二电源域120内的部分部件/单元的供电进行开启，其他部件/单元的供电进行关断；而且控制系统100内主要的部件/单元供电控制都被设置在第二电源域120内，所以第二电源域120也用powerdomainmain表示，简称pd_main或主电源域。另外，本实施例主要对控制系统100内的不同部件/单元之间供电进行管控，对于具体的电压、电流大小本实施例不进行具体的限定，本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求来进行设置，例如，控制系统100内常见的电压大小可以是5v或3.3v。

第一电源410和第二电源420可以采用不同的电压源进行供电，也可以采用相同的电压源中不同的输出电路分别供电；本实施例不对其进行具体的限定。

其中，第一电源域110包括用于控制第二电源域120对应的电源开启或关断的电源控制单元112，以及用于生成电源控制单元112开启或关断控制信号的电源控制条件生成单元114。

具体地，电源控制单元112可以包括低功耗的寄存器，寄存器中可以基于接收的电平信号，按照预定的电平与开关逻辑引射关系，来控制第二电源域120对应的电源开启或关断，也可以是接收预定的软件代码，按照预先设置好的条件映射关系，执行第二电源域120对应的电源开启或关断，只要能够在接收到预定的条件(例如电源控制条件生成单元114输入的控制信号)时，能够输出控制电源开启或关断的信号即可，控制电源开启或关断的信号可以是高低电平信号也可以是软件代码；电源控制条件生成单元114可以采用下文提及的计时方式自动生成输出至电源控制单元112对应的信号(可以是高低电平信号，也可以是软件代码)，或者接收来自外部输入的指令，并将接收的指令转换为输出至电源控制单元112对应的信号(也可以是高低电平信号也可以是软件代码)。并且电源控制单元112和电源控制条件生成单元114可以由不同的硬件电路模块组成，也可以集成在一个硬件电路模块中，或者由集成电路加载预定的软件代码来实现；这些不同的实施方式都属于本实施例提供技术方案的保护范围。

还需要说明的是，本实施例提供的控制系统100可以是专用处理器或专用硬件(诸如asic、fpga或soc)或者处理器、专用硬件与软件的组合；但是考虑现在soc(也称为系统级芯片，也有称片上系统，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容)这类控制系统应用非常广泛，尤其是在便携式系统、智能物联网领域的芯片通常使用soc；所以本实施例提供的技术方案，更加适用于soc这类控制系统，尤其是小规模soc的开发设计。

因此，采用本实施例提供的上述技术方案，通过提供两个相互隔离的电源域，第二电源域对应电源在休眠模式下处于关闭状态，第一电源域对应电源一直保持供电，而第一电源域内部的电源控制单元和电源控制条件生成单元功耗极低；并且能够在休眠模式下，第一电源域提供开启第二电源域对应电源的控制信号，从而实现多电源域、且不需要复杂电源控制电路的低功耗设计；所以整个控制系统在休眠模式下能够实现超低功耗(例如，可以实现小于1uw)。进一步地，本实施例提供的技术方案还具有：采用自定的精简电源关断电路，使得控制系统中的电源关断设计可以不需要使用专用的eda设计工具中的标准电源关断标准设计库，而且电路规模小、有利于降低产品成本，流程简单、研发周期短。因此，本实施例提供的技术方案非常适用于小规模soc的开发设计。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上对电源控制条件生成单元114进一步进行优化，对于其他与实施例一相同的部件/单元可以参照实施例一的解释，本实施例不再赘述。

如图2所示，本实施例提供的实施方式中，电源控制条件生成单元包括实时计数模块116，以及分别向实时计数模块116和电源控制单元112提供时钟信号的低功耗时钟产生模块118；并且基于实时计数模块116生成的预定时间或时长信号，实时计数模块116生成指示控制电源控制单元112输出开启或关断电源的控制信号。其中，实时计数模块116可以基于计时器和/或计数器的原理来实现，低功耗时钟产生模块118可以基于晶振脉冲发生器的原理与低功耗电路模块的结合来实现，例如ambiqmicro实时时钟芯片。

本实施例进一步优选的实施方式中，当第二电源域120对应的电源处于关断的睡眠模式时，且实时计数模块116接收的预定时间或时长信号达到时，第一电源域110中电源控制单元112输出开启第二电源域120对应电源的开启控制信号，并且基于与控制系统100连接的存储器中设置的控制指令，控制与控制系统连接的外围器件对应电源的开启或关断。

因此，采用本实施例提供的基于预定时间或时长信号，来自动控制电源控制单元112输出开启第二电源域120对应电源(第二电源420)的开启控制信号；无需其他复杂的专用电源开关技术，结构简单，而且非常实用；当然本实施例提供的技术方案，也可以用于在预定时间或时长信号后，来自动控制电源控制单元112输出关断第二电源域120对应电源(第二电源420)的关断控制信号。

具体地，在控制系统100进入休眠状态之前，第一电源域110中的实时计数模块116接收到需要计时的信号，并且实时计数模块116被设置成从某一时刻起，开始计时(例如，基于低功耗时钟产生模块118提供的时钟信号进行累加)，经过预定的时间(例如，某年某月某日某时某分某秒)或时长(例如，xx分钟)之后，给电源控制单元112输出一个电平信号或脉冲信号(具体的信号形式可以根据实际需求进行自定义)，电源控制单元112接收到该电平信号或脉冲信号，就根据提前预设的脉冲信号与开关电源指令对应关系，输出开启或关断第二电源域120对应电源的控制信号；以开启第二电源域120对应电源的控制信号为例，当开启第二电源域120对应电源，第二电源域120就可以顺序地进入工作状态或者其他自定义状态，而无需其他复杂的电源关断控制电路。

如图3所示，本实施例优选的实施方式中，第一电源域110还包括用于防止产生漏电流的隔离单元119，隔离单元119分别与电源控制单元112和电源控制条件生成单元(本实施例中包括实时计数模块116和低功耗时钟产生模块118)连接。其中，隔离单元119的结构可以采用和现有技术相同或类似的技术实现方案，例如，可以是简单的“与”门，从电源关断部分进入有缘的输出绝对不允许出现漂移，电源隔离逻辑确保有源域的所有输入信号均钳位在稳定的数值上；也可以采用状态保持技术，从而保证模块/部件/单元在通电时恢复运行，以确保控制系统的正确运行；但是隔离单元119与其他部件/单元之间的构造关系需要按照图3和上述的解释来实现。

在实现本实施例提及技术方案的过程中，发明人发现：在cmos电路中，功耗可以分为动态功耗和静态功耗；静态功耗是电路不工作时消耗的功耗；动态功耗是当电路活动时消耗的功耗。在省电模式下，静态功耗是影响芯片功耗的主要因素。因此为了降低功耗，一个比较彻底的方法就是将静止状态电路的电源关断。为了关断电源，就需要在电源网络和电路之间建立一个电源控制电路(电源开关单元，或称powerswitch)，在需要的时候，控制电源开关单元把电路的供电关闭或者打开。由于电源关断后的电路其输出信号没有电源驱动，对于被其驱动的电路来说，就会出现输入浮空的状态。为了解决这个问题，就需要在关闭电源的电路输出端添加一个额外的电源保持电路，当其电源关闭后保持输出，而电源打开时，保持电路则表现为buffer。同时，如果被关闭电源的电路输入端有固定电平输入信号，也可能产生漏电流，因此需要一个特别的单元对该部分电流进行保护，这样特别的单元被称为隔离单元(英文名称isolationcell)。一般来说，隔离单元均需在处理器制造加工过程中，由代工厂提供，而不同的代工厂就会提供不同的隔离单元，这样对设计处理器的开发者而言比较不利于产品的普遍推广和加工制造。

而本实施例提供的解决方案中，第一电源域中的隔离单元可以直接在控制系统设计方案提供者自行制定，无需制造厂商提供技术支持；所以控制系统的制造加工更加简化和完整，更加有利于本发明实施例提供技术方案对应产品的生产和市场推广。

实施例三

本实施例也在实施例一的基础上对电源控制条件生成单元114进一步进行优化，对于其他与实施例一相同的部件/单元可以参照实施例一的解释，本实施例不再赘述。

如图4所示，本实施例提供给的实施方式中，电源控制条件生成单元114能够接收与控制系统连接的外围信号传输单元210的第一输入信号，并基于外围信号传输的第一输入信号，生成电源控制单元开启或关断电源的控制信号。其中，第一输入信号中的信号也可以是和实施例一中提及控制信号形式相似，例如高低电平、脉冲或者一段软件代码等；而这里的“第一”仅仅是为了和下文实施例四提及控制信号进行区分，让本领域技术人员更容易理解本实施例，而非做其他限定。

外围信号传输单元210包括但不限于wi-fi(英文全称wirelessfidelity，基于ieee802.11b标准的无线局域网，注册商标)模块、蓝牙模块、nfc(nearfieldcommunication的缩写，即近距离无线通讯技术)模块，这样与控制系统100连接的wi-fi模块、蓝牙模块、nfc模块可以接收外部控制指令，例如从智能终端传输的控制指令，并基于外围信号传输的控制指令，生成电源控制单元112开启或关断电源的控制信号。具体地，当智能终端向外围信号传输单元210传输需要控制系统开启某个外围器件执行特定功能的指令时，该指令对应需要首先让处于休眠模式的控制系统100开启电源，这样电源控制条件生成单元114从外围信号传输单元210接收到该指令时，就会生成电源控制单元112开启电源的第一输入信号。

因此，可以增加控制系统100与其他智能终端之间的交互，增强产品的应用功能，提高产品附加值。进一步地，为了让控制系统100应用的电子装置更好地处于省电状态，例如，可以采用被动式的nfc模块，该被动式的nfc模块自身不提供电源，由智能终端向被动式的nfc模块传输控制指令。也可以通过智能终端与外围信号传输单元210接触过程中，向外围信号传输单元210提供电源信号。

实施例四

本实施例也在实施例一的基础上对电源控制条件生成单元114进一步进行优化，对于其他与实施例一相同的部件/单元可以参照实施例一的解释，本实施例不再赘述。

本实施例主要针对多核控制系统提供低功耗、低成本电源开关解决方案，例如，在实施例一的基础上，可以设置多个第一电源域110、多个第二电源域120，每个第一电源域110分别对应一个如图1所示的第二电源域120。也可以按照图5提供至少包括第一电源域110、第二电源域120、第三电源域130。

具体地，如图5所示，本实施例优选的实施方式中，第二电源域120中设置有第一处理器122；控制系统100还包括第三电源域130，第三电源域130中设置有第二处理器132，当第二电源域120对应的电源处于关断的睡眠模式、且第三电源域130对应的电源处于开启时，电源控制条件生成单元114接收第二处理器132处理的第二输入信号，当第二处理器132处理的第二输入信号表征有需要开启第二电源域120对应的电源时，生成第一电源域110中电源控制单元开启或关断的控制信号。

其中，如实施例三对应地，本实施例中的第二输入信号中，输入信号本身也可以是和实施例一中提及控制信号形式相似，例如高低电平、脉冲或者一段软件代码等；而这里的“第二”仅仅是为了和下文实施例三提及控制信号进行区分，让本领域技术人员更容易理解本实施例，而非做其他限定。本实施例中提及的第二处理器132处理的第二输入信号，可以是第二处理器132加载外部存储器中的软件代码执行得到的控制信号，也可以是第二处理器132接收到外部电路模块产生的电平或脉冲信号，得到的控制信号。

实施例五

本实施例提供一种超低功耗的控制系统的电源控制方法，其中，本实施例中的控制系统可以采用实施例一对应的控制系统100，即控制系统100也需要包括相互隔离的第一电源域110和第二电源域120；第一电源域110对应的电源设置成保持一直供电，而第二电源域120对应的电源设置成基于外部输入信息可选择性地开启或关断。如图6所示，本实施例提供的超低功耗的控制系统的电源控制方法包括：

s110、当控制系统进入休眠状态时，第一电源域110对应的电源仍然保持一直供电状态，第二电源域120对应的电源处于关闭状态；

s120、在控制系统进入休眠状态时，如果接收到满足预定要求的输入信号时，第一电源域110生成控制第二电源域120对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。即第一电源域110还用于在控制系统进入休眠状态时，如果接收到满足预定要求的输入信号时，生成控制第二电源域120对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。

因此，第二电源域120对应电源在休眠模式下处于关闭状态，第一电源域110对应电源一直保持供电，而第一电源域110内部的各个单元/部件/模块对应功耗极低；并且能够在休眠模式下，第一电源域110提供开启第二电源域120对应电源的控制信号，从而实现多电源域、且不需要复杂电源控制电路的低功耗设计；所以整个控制系统在休眠模式下能够实现超低功耗(例如，可以实现小于1uw)。

实施例六

本实施例在实施例五基础上对s120进一步进行改进，而本实施例中的控制系统可以采用实施例二对应的控制系统100，即第一电源域110中设置有实时计数模块116，以及分别向实时计数模块116和电源控制单元112提供时钟信号的低功耗时钟产生模块118。具体地，如图7所示，本实施例提供的超低功耗的控制系统的电源控制方法包括：

s110、当控制系统进入休眠状态时，第一电源域110对应的电源仍然保持一直供电状态，第二电源域120对应的电源处于关闭状态；

s122、基于实时计数模块生成的预定时间或时长信号，生成控制第二电源域对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。

本实施例优选的实施方式中，当控制系统准备从工作模式切换为睡眠模式时，该控制方法还包括：

a、将控制系统对应控制对象(例如下文提及电子装置，或者电子装置中待控制的器件)中需要保存的信息，写入到与控制系统连接的外部存储器；

b、配置实时计数模块，设定睡眠时间长度；

c、配置控制系统中的电源配置信息控制模块，设定睡眠模式。

本实施例优选的实施方式中，第一电源域110接收的预定要求对应的输入信号和输出的控制信号，还需经过隔离单元119对信号进行防止漏电流处理。

更具体地，本实施例提供的超低功耗的控制系统的电源控制方法包括：

步骤1、控制系统100上电过程：第一电源域110和第二电源域120同时上电，并同时上电复位初始化。

步骤2、低功耗时钟产生模块118启动，输出精准低频时钟。

步骤3、控制系统100所应用的整个系统复位结束后，第一电源域110和第二电源域120同时开始工作。

步骤4、控制系统100所应用的整个系统准备进入睡眠的流程：

a)、软件保存现场，把所需要保存的信息写入到外部存储器(例如，flash)。

b)、软件配置实时计数器，设定睡眠时间长度。

c)、软件配置电源控制模块，设定睡眠模式。

d)、软件启动睡眠功能。

步骤5、控制系统100所应用的整个系统进入睡眠模式，通过输出信号控制电源管理模块切断第二电源域120的电源，并根据睡眠模式定义切断外围器件电源，第一电源域110保持供电。

步骤6、控制系统100所应用的整个系统从睡眠模式唤醒的流程：

a)、第一电源域110中实时计数模块116计时结束，产生唤醒信号触发电源控制单元结束睡眠。

b)、控制系统100通过输出信号控制电源管理模块打开第二电源域120对应的电源，并同时打开外围器件电源。

c)、第二电源域120单独上电，并单独上电复位初始化。

d)、软件重启动，初始化系统。

e)、软件读取第一电源域110状态，判断系统历史状态，通过外部存储器保存的信息把系统恢复到睡眠前的状态。其中，历史状态能够提供不同的睡眠模式选择性关闭外部器件，进一步降低整个系统的整体功耗。

步骤7、控制系统100所应用的整个系统恢复正常工作。

本实施例中，控制系统100所应用的整个系统可以是操作系统，例如当控制系统100为soc类型的控制系统时，系统可以是基于linux或者基于android的嵌入式系统；而且soc内部也可以集成存储器单元。

实施例七

本实施例在实施例五基础上对s120进一步进行改进，而本实施例中的控制系统可以采用实施例三对应的控制系统100，即第一电源域110中电源控制条件生成单元114可以接收外围信号传输单元210传输的指令。具体地，如图8所示，本实施例提供的超低功耗的控制系统的电源控制方法包括：

s110、当控制系统进入休眠状态时，第一电源域110对应的电源仍然保持一直供电状态，第二电源域120对应的电源处于关闭状态。

s124、接收与控制系统100连接的外围信号传输单元210的第一输入信号，当外围信号传输单元210的第一输入信号表征有需要开启第二电源域120对应的电源时，生成控制第二电源域120对应的电源从关闭状态切换为开启状态的控制信号。

其中，外围信号传输单元210的包括但不限于wi-fi(注册商标)模块、蓝牙模块、nfc模块，这样与控制系统100连接的wi-fi(注册商标)模块、蓝牙模块、nfc模块可以接收外部控制指令，例如从智能终端传输的控制指令，并基于外围信号传输的控制信号，生成电源控制单元112开启或关断电源的控制条件。具体地，当智能终端向外围信号传输单元210传输需要控制系统开启某个外围器件执行特定功能的指令时，该指令对应需要首先让处于休眠模式的控制系统100开启电源，这样电源控制条件生成单元114从外围信号传输单元210接收到该指令时，就会生成电源控制单元112开启电源的控制条件。

实施例八

本实施例在实施例五基础上对s120进一步进行改进，而本实施例中的控制系统可以采用实施例四对应的控制系统100，本实施例优选的实施方式中，第二电源域120中设置有第一处理器122；控制系统100还包括第三电源域130，第三电源域130中设置有第二处理器132。具体地，如图9所示，本实施例提供的超低功耗的控制系统的电源控制方法包括：

s110、当控制系统进入休眠状态时，第一电源域110对应的电源仍然保持一直供电状态，第二电源域120对应的电源处于关闭状态。

s126、当第二电源域120对应的电源处于关断的睡眠模式、且第三电源域130对应的电源处于开启时，接收第二处理器132处理的第二输入信号，当第二处理器132处理的第二输入信号表征有需要开启第二电源域120对应的电源时，生成第一电源域110中电源控制单元112开启或关断的控制信号。

实施例九

如图10所示，本实施例供一种电子装置300，该电子装置300包括：如上述各实施例提供的任意一种控制系统100，与控制系统100连接的外围器件(外围信号传输单元210、执行单元230等)，以及存储器220；存储器220接收第一电源域110或第二电源域120提供的电源控制信号，并通过控制系统100执行存储器100中需要执行的控制指令；控制指令包括多种不同的睡眠模式，每种休眠模式设置成可以分别不同地选择性关闭部分或全部外围器件。

执行单元230可以根据电子装置300的具体应用场景来确认，例如，当电子装置300需要输出语音或图像信息时，执行单元230对应执行语音输入、语音输出或图像处理操作、传感器开关、显示器是否点亮、马达等。更具体地，电子装置300可以是pos机，这样对应的外围器件可以是显示器、输入键盘、语音播报模块、人脸识别传感器等；电子装置300还可以是二维码扫描装置，这样对应的外围器件可以是扫描摄像头；电子装置300还可以是家用监控设备，这样对应的外围器件可以是摄像头、网络模块等。

本实施例优选的实施方式中，存储器100中需要执行的控制指令包括多种不同的睡眠模式，每种休眠模式设置成可以分别不同地选择性关闭部分或全部外围器件，例如，可以根据实际应用需求，将一些需要通信的网络模块常开，而其他外围器件关闭；也可以根据外围器件的功耗等级设置休眠模式，这样可以得到不同等级的省电模式。

本领域普通技术人员可以理解：上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质(诸如cdrom、ram、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或专用硬件(诸如asic、fpga或soc)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如，ram、rom、闪存等)，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的处理方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的处理的专用计算机。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。

最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。