一种配置管理功耗的方法与流程

本发明涉及单片机设计领域，特别涉及到一种配置管理功耗的方法。

背景技术：

在金融支付行业的应用中，集成了多硬件功能模块的单片机数量众多。金融支付行业因为设备应用场景不同，对设备硬件模块的执行速度或功耗状态的要求偏重也不同。应用在数据中心的设备，对硬件模块执行性能要求高，对功耗要求不敏感；应用在商户中的设备或者移动支付领域的设备，对硬件模块执行性能要求较低，对功耗要求较高；应用在特殊密码领域，要求部分硬件模块处于高性能状态，部分硬件模块处于低功耗状态。现有的技术实现中，对于集成了多硬件模块的单片机，在同样的硬件模块集成度上只能提供不同的型号来适应要求：一款满负荷高性能产品，一款低功耗产品，一款部分低功耗产品。这无形中为生产制造厂商增加了产品的设计、维护成本，也降低了应用设备更新换代的难度。

技术实现要素：

本发明的目的，就是根据上述技术缺陷，提供一种配置管理功耗的方法，通过本发明提供的方法，可以分别对单片上各硬件模块的时钟进行开启和关闭操作，也可以批量化一次性对全硬件模块进行时钟的开启/关闭统一部署。由此，就实现了在同一款单片机上实现全片降低功耗、全片最大性能、选择性降低功耗等多种方案组合：在始终需要高性能配置的使用环境，可以通过配置全开来实现；在需要低功耗的使用环境，可以通过全关或者使用前后开关来实现。

为实现上述目的，本发明提供了一种配置管理功耗的方法，包括：

操作系统获取上位机发送的第一功耗配置指令；

所述操作系统对所述第一功耗配置指令进行拆解，生成第一指令参数和第二指令参数；

当所述第一指令参数为单设备标识时，所述操作系统根据所述第二指令参数进行单设备功耗管理处理；根据所述单设备功耗管理的执行结果生成第一指令状态；并向所述上位机发送所述第一指令状态；

当所述第一指令参数为全设备标识时，所述操作系统根据所述第二指令参数进行全设备功耗管理处理；根据所述全设备功耗管理的执行结果生成第一结果清单；当所述第一结果清单不为空时，所述操作系统向所述上位机发送所述第一结果清单。

进一步的，所述方法还包括：

当所述第一结果清单为空时，所述操作系统退出处理并向所述上位机发送结果清单为空错误信息。

进一步的，所述操作系统对所述第一功耗配置指令进行拆解，生成第一指令参数和第二指令参数，具体包括：

所述操作系统对所述第一功耗配置指令进行拆解，获取第一指令参数字节，生成所述第一指令参数；获取第二指令参数字节，生成所述第二指令参数。

进一步的，所述当所述第一指令参数为单设备标识时，所述操作系统根据所述第二指令参数进行单设备功耗管理处理；根据所述单设备功耗管理的执行结果生成第一指令状态；并向所述上位机发送所述第一指令状态，具体包括：

当所述第一指令参数为单设备标识时，所述操作系统根据所述第一指令参数提取所述第一指令参数所有字节生成第一硬件标识，根据所述第二指令参数提取所述第二指令参数所有字节生成第一开关；

所述操作系统根据所述第一开关，对所述第一硬件标识的值指定的硬件，进行单设备功耗管理处理；

所述操作系统根据所述单设备功耗管理的执行结果生成所述第一指令状态；

所述操作系统向所述上位机发送所述第一指令状态。

优选的，所述操作系统根据所述第一开关，对所述第一硬件标识的值指定的硬件，进行单设备功耗管理处理，具体包括：

当所述第一开关的值为开启时钟时，所述操作系统对所述第一硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟开启处理；

当所述第一开关的值为关闭时钟时，所述操作系统对所述第一硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟关闭处理。

进一步的，所述当所述第一指令参数为全设备标识时，所述操作系统根据所述第二指令参数进行全设备功耗管理处理；根据所述全设备功耗管理的执行结果生成第一结果清单；当所述第一结果清单不为空时，所述操作系统向所述上位机发送所述第一结果清单，具体包括：

当所述第一指令参数为全设备标识时，所述操作系统根据所述第二指令参数，提取所述第二指令参数所有字节生成第一配置文件标识；

所述操作系统根据所述第一配置文件标识的值指定的第一配置文件，获取所述第一配置文件所有配置记录字节，生成第一硬件清单；

当所述第一硬件清单不为空时，所述操作系统根据所述第一硬件清单进行全设备功耗管理处理，并根据所述全设备功耗管理的执行结果生成所述第一结果清单；

当所述第一结果清单不为空时，所述操作系统向所述上位机发送所述第一结果清单。

优选的，所述操作系统根据所述第一配置文件标识的值指定的第一配置文件，获取所述第一配置文件所有配置记录字节，生成第一硬件清单，具体包括：

步骤71，所述操作系统根据所述第一配置文件，获取所述第一配置文件的文件记录总数，生成第一记录总数；

步骤72，所述操作系统初始化第一记录索引的值为0，初始化所述第一临时清单为空；

步骤73，所述操作系统根据所述第一配置文件，获取所述第一配置文件的所述第一记录索引配置记录字节，生成第一配置记录；

步骤74，所述操作系统对所述第一临时清单添加所述第一配置记录；

步骤75，所述操作系统将所述第一记录索引的值加1；

步骤76，判断所述第一记录索引的值是否大于所述第一记录总数的值，当所述第一记录索引的值大于所述第一记录总数的值时，则转至步骤77；当所述第一记录索引的值小于或等于所述第一记录总数的值时，则转至步骤73；

步骤77，所述操作系统根据所述第一临时清单，提取所述第一临时清单的所有字节，生成所述第一硬件清单。

优选的，当所述第一硬件清单不为空时，所述操作系统根据所述第一硬件清单进行全设备功耗管理处理，并根据所述全设备功耗管理的执行结果生成所述第一结果清单，具体包括：

步骤81，当所述第一硬件清单不为空时，所述操作系统根据所述第一硬件清单，获取所述第一硬件清单的文件记录总数，生成第二记录总数；

步骤82，所述操作系统初始化第二记录索引的值为0，初始化所述第二临时清单为空；

步骤83，所述操作系统根据所述第一硬件清单，获取所述第一硬件清单的所述第二记录索引配置记录字节，生成第二配置记录；

步骤84，所述操作系统对所述第二配置记录进行拆解，提取所述第二配置记录的第一临时硬件标识字节生成第一临时硬件标识，提取所述第二配置记录的第一临时开关字节生成第一临时开关；

步骤85，所述操作系统根据所述第一临时开关，对所述第一临时硬件标识的值指定的硬件进行时钟切换处理，并根据所述时钟切换的执行结果生成第一临时状态；

步骤86，所述操作系统对所述第一临时硬件标识、所述第一临时开关和所述第一临时状态进行顺序字节拼装处理，生成第一临时结果记录；

步骤87，所述操作系统对所述第二临时清单添加所述第一临时结果记录；

步骤88，所述操作系统将所述第二记录索引的值加1；

步骤89，判断所述第二记录索引的值是否大于所述第二记录总数的值，当所述第二记录索引的值大于所述第二记录总数的值时，则转至步骤90；当所述第二记录索引的值小于或等于所述第二记录总数的值时，则转至步骤83；

步骤90，所述操作系统根据所述第二临时清单，提取所述第二临时清单的所有字节，生成所述第一结果清单。

进一步优选的，所述步骤85，所述操作系统根据所述第一临时开关，对所述第一临时硬件标识的值指定的硬件进行时钟切换处理，并根据所述时钟切换的执行结果生成第一临时状态，具体包括：

当所述第一临时开关的值为开启时钟时，所述操作系统对所述第一临时硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟开启处理，并根据所述时钟开启的执行结果生成所述第一临时状态；

当所述第一临时开关的值为关闭时钟时，所述操作系统对所述第一临时硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟关闭处理，并根据所述时钟关闭的执行结果生成所述第一临时状态。

本发明提供的一种配置管理功耗的方法，通过识别功耗配置指令的第一参数为单设备标识还是全设备标识从而提供不同的设备功耗配置模式：单设备配置模式与全设备配置模式。单设备配置模式，是对单一的硬件模块的时钟输入信号进行开启/关闭操作；全设备配置模式，是根据配置文件提供的第一硬件清单对所有硬件模块的时钟输入信号进行开启/关闭操作。

附图说明

图1为本发明提供的功耗配置指令示意图；

图2为本发明提供的配置文件示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种配置管理功耗的方法工作示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种配置管理功耗的方法工作示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种配置管理功耗的方法工作示意图；

图6为本发明提供的结果清单示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

集成多个硬件模块的单片机，整体功耗由组成单片机的硬件模块的独立功耗叠加而来。对于每个硬件模块，其功耗在工作状态时为最高，在非工作状态时则可以通过关闭该模块的时钟输入信号停止内部电路耗能进而实现降低功耗的目的。具体实现就是通过时钟门控电路设置时钟开关来实现。现有的技术实现中，虽然硬件模块都带有时钟门控电路，却在上层操作系统的硬件管理层方面缺乏灵活的管理机制，从而导致单片机出厂时都使用固定配置的方式一次性初始化。本发明方法针对这样的技术缺陷，充分利用时钟门控电路的可设置性，建立了一套可通过软件和配置文件进行灵活配置的管理机制，该机制向使用者提供了一条专用的功耗配置指令进行操作。

有关上述功耗配置指令如图1为本发明提供的功耗配置指令示意图所示，指令包含两个参数：第一指令参数和第二指令参数。本发明方法通过第一指令参数的值来区分两种配置模式：当第一指令参数的值为特定的全设备标识时，为全设备配置模式；当第一指令参数的值不为特定的全设备标识时，则为单设备模式。此处，一般将全设备标识的值定义为一个固定值的常数。

在单设备模式下，第一指令参数的值表征的是硬件标识，第二指令参数的值表征的是开关。其中，硬件标识的值是用以唯一标记单片机内的硬件模块的，开关的值则是表征通过时钟门控电路对该硬件模块的时钟输入信号具体执行的开启或关闭操作要求。当开关的值为开启时钟时，通过时钟门控电路对硬件模块的时钟输入信号进行时钟开启处理；当开关的值为关闭时，通过时钟门控电路对硬件模块的时钟输入信号进行时钟关闭处理。在完成对时钟输入信号的操作之后，操作系统将时钟操作的执行返回状态作为功耗配置指令执行返回信息发送回给上位机。

在全设备模式下，第二指令参数的值表征的是配置文件的文件标识，操作系统通过第二指令参数定位到配置文件。如图2为本发明提供的配置文件示意图所示，配置文件由多条配置记录组成，每条配置记录则由固定两个数据项组成：硬件标识和开关。每一条记录对应着一个唯一的硬件模块的时钟操作，等同于单设备模式下一条独立的功耗配置指令。操作系统将配置文件的所有记录提取出来，生成硬件清单，此处的硬件清单结构是与配置文件完全一致的；根据硬件清单内每条记录的硬件标识和开关参数，对记录对应的硬件模块依次进行时钟开启/关闭操作；在每条记录操作完成之后对每条记录的执行返回状态生成执行结果，并将硬件标识、开关和执行结果进行顺序拼装，组成结果记录添加到结果清单中；在完成硬件清单所有操作之后，操作系统将完整的结果清单作为功耗配置指令执行返回信息发送回给上位机。

本发明实施例一，如图3为本发明实施例一提供的一种配置管理功耗的方法工作示意图所示，方法包括以下步骤：

步骤111，操作系统获取从上位机发送的第一功耗配置指令。

步骤112，操作系统对第一功耗配置指令进行拆解，生成第一指令参数和第二指令参数，

具体包括：操作系统对第一功耗配置指令进行拆解，获取第一指令参数字节，生成第一指令参数；获取第二指令参数字节，生成第二指令参数。

步骤113，判断第一指令参数的值是否为全设备标识，如果第一指令参数的值等于全设备标识，则说明该次为全设备配置模式，转至步骤300；如果第一指令参数的值不等于全设备标识，则说明该次为单设备配置模式，转至步骤200。

步骤200，操作系统根据第一指令参数与第二指令参数进行单设备功耗管理处理；根据单设备功耗管理的执行结果生成第一指令状态；并向上位机发送第一指令状态。

步骤300，操作系统根据第一指令参数与第二指令参数进行全设备功耗管理处理；根据全设备功耗管理的执行结果生成第一结果清单；当第一结果清单不为空时，操作系统向上位机发送第一结果清单。

本发明实施例二，如图4为本发明实施例二提供的一种配置管理功耗的方法工作示意图所示，方法包括以下步骤：

步骤211，操作系统获取从上位机发送的第一功耗配置指令。

步骤212，操作系统对第一功耗配置指令进行拆解，生成第一指令参数和第二指令参数，

具体包括：操作系统对第一功耗配置指令进行拆解，获取第一指令参数字节，生成第一指令参数；获取第二指令参数字节，生成第二指令参数。

步骤213，第一指令参数不为全设备标识，则说明第一功耗配置指令当前模具体为时单设备配置模式，操作系统根据第一指令参数提取第一指令参数所有字节生成第一硬件标识，根据第二指令参数提取第二指令参数所有字节生成第一开关。

步骤214，操作系统根据第一开关的值，对第一硬件标识的值指定的硬件，进行单设备功耗管理处理，

具体包括：当第一开关的值为开启时钟时，操作系统对第一硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟开启处理；当第一开关的值为关闭时钟时，操作系统对第一硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟关闭处理。

步骤215，单设备功耗管理处理执行成功之后，操作系统根据单设备功耗管理的执行结果生成第一指令状态。

步骤216，操作系统向上位机发送第一指令状态。

本发明实施例三，如图5为本发明实施例三提供的一种配置管理功耗的方法工作示意图所示，方法包括以下步骤：

步骤322，操作系统获取从上位机发送的第一功耗配置指令。

步骤323，操作系统对第一功耗配置指令进行拆解，生成第一指令参数和第二指令参数，

具体包括：操作系统对第一功耗配置指令进行拆解，此处第一功耗配置指令的指令结构如图1所示，操作系统提取第一指令参数字节生成第一指令参数，提取第二指令参数字节生成第二指令参数。

步骤324，第一参数的值为全设备标识时，操作系统根据第二指令参数，提取第二指令参数所有字节生成第一配置文件标识。

步骤325，操作系统根据第一配置文件标识的值指定的第一配置文件，获取第一配置文件所有配置记录字节，生成第一硬件清单，

具体包括：步骤a1，操作系统根据第一配置文件，获取第一配置文件的文件记录总数，生成第一记录总数；

步骤a2，操作系统初始化第一记录索引的值为0，初始化第一临时清单为空；

步骤a3，操作系统根据第一配置文件，获取第一配置文件的第一记录索引记录字节，生成第一配置记录；

步骤a4，操作系统对第一临时清单添加第一配置记录；

步骤a5，操作系统将第一记录索引的值加1；

步骤a6，判断第一记录索引的值是否大于第一记录总数的值，当第一记录索引的值大于第一记录总数的值时，则转至步骤a7；当第一记录索引的值小于或等于第一记录总数的值时，则转至步骤a3；

步骤a7，操作系统根据第一临时清单，提取第一临时清单的所有字节，生成第一硬件清单。

步骤326，判断第一硬件清单是否为空，如果第一硬件清单不为空，则转至步骤327；如果第一硬件清单为空，则转至步骤410。

步骤327，操作系统根据第一硬件清单进行全设备功耗管理处理，并根据全设备功耗管理的执行结果生成第一结果清单，

具体包括：步骤b1，当第一硬件清单不为空时，操作系统根据第一硬件清单，获取第一硬件清单的文件记录总数，生成第二记录总数；

步骤b2，操作系统初始化第二记录索引的值为0，初始化第二临时清单为空；

步骤b3，操作系统根据第一硬件清单，获取第一硬件清单的第二记录索引记录字节，生成第二配置记录；

步骤b4，操作系统对第二配置记录进行拆解，提取第二配置记录的第一临时硬件标识字节生成第一临时硬件标识，提取第二配置记录的第一临时开关字节生成第一临时开关；

步骤b5，操作系统根据第一临时开关，对第一临时硬件标识的值指定的硬件进行时钟切换处理，并根据时钟切换的执行结果生成第一临时状态，

具体包括：步骤c1，当第一临时开关的值为开启时钟时，操作系统对第一临时硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟开启处理，并根据时钟开启的执行结果生成第一临时状态；

步骤c2，当第一临时开关的值为关闭时钟时，操作系统对第一临时硬件标识的值指定的硬件的时钟输入信号进行时钟关闭处理，并根据时钟关闭的执行结果生成第一临时状态；

步骤b6，操作系统对第一临时硬件标识、第一临时开关和第一临时状态进行顺序字节拼装处理，生成第一临时结果记录；

步骤b7，操作系统对第二临时清单添加第一临时结果记录；

步骤b8，操作系统将第二记录索引的值加1；

步骤b9，判断第二记录索引的值是否大于第二记录总数的值，当第二记录索引的值大于第二记录总数的值时，则转至步骤b10；当第二记录索引的值小于或等于第二记录总数的值时，则转至步骤b3；

步骤b10，操作系统根据第二临时清单，提取第二临时清单的所有字节，生成第一结果清单，第一结果清单的数据结构如图6所示。

步骤328，判断第一结果清单是否为空，如果第一结果清单不为空，则转至步骤329；如果第一硬件清单为空，则转至步骤420。

步骤329，操作系统向上位机发送第一结果清单。

步骤410，操作系统退出处理并向上位机发送：硬件清单为空错误信息。

导致出现该类错误的主要原因是，第一配置文件定位失败；或者第一配置文件读取失败；或者第一配置文件内容为空。

步骤420，操作系统退出处理并向上位机发送：结果清单为空错误信息。

导致出现该类错误的主要原因是，配置过程中向记录清单添加记录失败；或者配置过程失败无返回导致超时后，系统强制结束配置过程。

本发明实施例提供一种配置管理功耗的方法，通过本发明提供的方法，即可以对单片机上各硬件模块分别进行降低功耗的设置切换，也可以一次性批量设置切换。经由本发明实施例提供的配置管理方法，在同一款单片机上实现了全片低功耗、全片高性能、选择性高性能等多种状态的组合。进一步降低了设备的设计及生产制造成本，提高了升级维护的自主灵活度。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。