一种低功耗的芯片唤醒方法、电路、芯片、系统及介质与流程

本发明涉及控芯片的功耗控制技术领域，特别是关于一种低功耗的芯片唤醒方法、电路、芯片、系统及介质。

背景技术：

功耗是衡量芯片的一个非常重要的参数，实现同样功能的不同芯片，功耗密度较高将引起芯片温度升高,影响电路的可靠性,降低器件寿命,同时,更高的功耗意味着更多的电池消耗,更高的使用成本.随着便携设备应用的日益广泛，芯片的低功耗设计越来越受关注,低功耗设计芯片已经成为目前芯片设计的主流需求。

低功耗芯片正常工作时的功耗通常是在10毫瓦-100毫瓦之间，进入空闲模式是其功耗降至100微瓦以下，进入掉电模式是的功耗可降至1微瓦以下。在满足应用需要的情况下，将芯片尽可能多时间的设置为掉电模式可以大量节省功耗，尤其对电池供电系统有非常重要的意义。在掉电模式，外部电压调制器进入低功耗模式，晶振停振，cpu，定时器、串行口等模块全部停止工作，只有外部中断继续工作。很多应用需要按照精确的固定的节拍从掉电模式唤醒芯片，如定时检测电路，蓝牙扫描等。芯片从低功耗模式回复到正常工作模式发起检测或者蓝牙扫描的时间必须严格精确。

如公开号为105653279a的中国发明专利公开了用于移动终端的时钟系统和唤醒方法，其公开了所述主控芯片处于睡眠模式时，所述功能芯片进行计时；当当前时间达到预设时间时，所述功能芯片通过所述第一控制端将所述主控芯片唤醒。

然而参见图1，其展示了精确时间间隔检测芯片功耗的示意图，其中的x轴为时间，y轴为功耗，可以看出每一秒会唤醒芯片一次。active为芯片正常工作模式。deepsleep为掉电模式。

在掉电模式时，功耗非常低。正常工作模式时会消耗较大功耗，active正常工作模式之前的斜坡表示提前启动在掉电模式停止工作的电压调制器，晶体振荡器等，这些模块必须在固定的间隔前准备好，以备芯片在固定的时间开始工作。很明显，提前启动这些模块会浪费能量。太晚启动这些模块也会影响芯片以精确的固定间隔进入正常工作状态。最重要的是，模拟模块启动这些模块准备时间，会受到温度，还有工作电压等外部条件的影响，具有较大的不确定性，为此，克服当前存在的问题，提供一种低功耗的芯片唤醒方法很有必要。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种低功耗的芯片唤醒方法、电路、芯片、系统及介质，其在不影响功能的前提下，降低芯片功耗，考虑外界环境对唤醒系统的准备时间的影像，使芯片功耗达到最低。

其技术方案是这样的：一种低功耗的芯片唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置唤醒间隔时间和唤醒调整时间，芯片系统在休眠中经过唤醒间隔时间减去唤醒调整时间的时长后，模拟模块准备唤醒芯片系统，在每次模拟模块准备唤醒芯片系统时进行计时，统计模拟模块准备唤醒芯片系统的用时，将上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时叠加裕度时间，作为下一次的唤醒调整时间，不断更新唤醒调整时间以降低芯片唤醒功耗。

进一步的，低功耗的芯片唤醒方法具体包括以下步骤：

步骤1：设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2；

步骤2：将设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2发送给第一计数器，第一计数器开始计数，当第一计数器计数至t1-t2，模拟模块准备唤醒芯片系统，与此同时第二计数器开始计数；

步骤3：当模拟模块准备好唤醒芯片系统后发送准备完毕信号给第二计数器，第二计数器在收到准备完毕信号时的时间计数进行保存，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2，用于下一次计数，第一计数器继续计数至唤醒间隔时间t1结束；

步骤4：t1计数器计数结束后，唤醒芯片系统进入正常工作状态，芯片系统活跃时间结束后，再次进入休眠状态；

步骤5：重复执行步骤2至步骤4，不断更新唤醒调整时间t2以降低芯片唤醒功耗。

进一步的，在步骤1中，设置的初始的唤醒调整时间t2的时长大于模拟模块准备唤醒芯片系统的最长用时。

一种低功耗的芯片唤醒电路，其特征在于：包括第一计数器countert1和第二计数器countert2，第一计数器countert1的输入端能够输入唤醒间隔时间t1作为计数触发信号，第一计数器的输出端连接到使能模块en的输入端，使能模块en的输入端还能够输入唤醒调整时间t2，使能模块en的输出端连接到第二计数器countert2的输入端，第二计数器countert2的输出端连接锁存器latch，当第一计数器countert1计数到输入唤醒间隔时间t1与唤醒调整时间t2的差值时，第二计数器countert2的启动计数，当锁存器latch收到模拟模块准备好唤醒芯片系统的准备完毕信号后，第二计数器countert2将当前的时间计数锁存到锁存器latch，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2，用于下一次计数。

进一步的，唤醒间隔时间t1通过与门输入第一计数器countert1，与门的另一个输入端为高电平；唤醒调整时间t2通过与门输入使能模块en，与门的另一个输入端为高电平。

一种芯片，其特征在于，其包括上述的低功耗的芯片唤醒电路。

一种芯片唤醒功耗调节系统，其特征在于，包括通讯连接的：

设置模块，用于设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2；

唤醒计数模块，用于将设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2发送给第一计数器，第一计数器开始计数，当第一计数器计数至t1-t2，模拟模块准备唤醒芯片系统，与此同时第二计数器开始计数；

唤醒调整模块，用于当模拟模块准备好唤醒芯片系统后发送准备完毕信号给第二计数器，第二计数器在收到准备完毕信号时的时间计数进行保存，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2，用于下一次计数，第一计数器继续计数至唤醒间隔时间t1结束；

唤醒模块，用于在t1计数器计数结束后，唤醒芯片系统进入正常工作状态，芯片系统活跃时间结束后，再次进入休眠状态；

重复执行模块，用于控制唤醒计数模块、唤醒调整模块、唤醒模块，不断更新唤醒调整时间t2以降低芯片唤醒功耗。

一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质被配置成存储程序，所述程序被配置成执行上述的低功耗的芯片唤醒方法。

通常芯片系统会在唤醒间隔时间后进入正常工作状态，为此本发明的低功耗的芯片唤醒方法，通过设置唤醒间隔时间和唤醒调整时间，当芯片系统在休眠中经过唤醒间隔时间减去唤醒调整时间的时长后，模拟模块准备唤醒芯片系统，在每次模拟模块准备唤醒芯片系统时进行计时，统计模拟模块准备唤醒芯片系统的用时，将上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时叠加裕度时间，得到下一次的唤醒调整时间，不断更新唤醒调整时间，避免提前启动这些模块会浪费能量，以降低芯片唤醒功耗，在本发明中，每次以上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时叠加裕度时间，作为下一次的唤醒调整时间，这样做的原因是工作环境譬如温度不会在较短时间发生突变，从而可以确保每次较为精确的控制模拟模块准备唤醒芯片系统的各个模块，避免提前启动这些模块会浪费能量，也避免过晚启动这些模块，造成芯片的功能无法正常实现，综合考虑外界环境对唤醒芯片系统的准备时间的影响，使芯片功耗达到最低。

附图说明

图1展示了精确时间间隔检测芯片功耗的示意图；

图2为实施例中的一种低功耗的芯片唤醒方法的流程示意图；

图3为实施例中的一种低功耗的芯片唤醒电路的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，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。

现有技术中，存在着当主控芯片处于睡眠模式时，功能芯片进行计时；当当前时间达到预设时间时，功能芯片通过所述第一控制端将所述主控芯片唤醒的方案，然而忽略了很多影响因素，其一，芯片从睡眠模式回到工作状态，需要启动在掉电模式停止工作的电压调制器，晶体振荡器等，这些模块必须在固定的间隔前准备好，以备芯片在固定的时间开始工作。很明显，提前启动这些模块会浪费能量。太晚启动这些模块也会影响芯片以精确的固定间隔进入正常工作状态。现有技术中，并没有这样细化的节约功耗的考虑，或是提前启动这些模块造成了浪费能量，使得芯片功耗大大增加，或是太晚启动这些模块，导致芯片在开始时间内某些功能无法正常启用；

其二，芯片的模拟模块启动这些模块准备时间，会受到温度，还有工作电压等外部条件的影响，具有较大的不确定性，芯片系统会工作在-40度到125度的很宽温度范围，在这么宽的工作范围，芯片的模拟模块启动这些模块准备时间会有浮动，过于保守的估计温度和电压的影响，从而会导致能量浪费，而忽略其影响，又会导致芯片的某些功能在开始时间内无法正常启用。

为了克服当前存在的问题，本发明提供一种低功耗的芯片唤醒方法，主要包括以下步骤：

设置唤醒间隔时间和唤醒调整时间，芯片系统会在唤醒间隔时间内休眠，并在每个唤醒间隔时间后活跃，芯片系统在休眠中经过唤醒间隔时间减去唤醒调整时间的时长后，模拟模块准备唤醒芯片系统，在每次模拟模块准备唤醒芯片系统时进行计时，统计模拟模块准备唤醒芯片系统的用时，将上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时叠加裕度时间，作为下一次的唤醒调整时间，不断更新唤醒调整时间以降低芯片唤醒功耗。

为了使得本发明的低功耗的芯片唤醒方法更易容易实施，如图2，在本发明的一个实施例中，引入了第一计数器、第二计数器这样两个计数器，对设定的设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2进行时间计数，其具体包括以下步骤：

步骤1：设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2；

步骤2：将设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2发送给第一计数器，第一计数器开始计数，当第一计数器计数至t1-t2，模拟模块准备唤醒芯片系统，与此同时第二计数器开始计数；

步骤3：当模拟模块准备好唤醒芯片系统后发送准备完毕信号给第二计数器，第二计数器在收到准备完毕信号时的时间计数进行保存，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2，用于下一次计数，第一计数器继续计数至唤醒间隔时间t1结束；

步骤4：t1计数器计数结束后，唤醒芯片系统进入正常工作状态，芯片系统活跃时间结束后，再次进入休眠状态；

步骤5：重复执行步骤2至步骤4，不断更新唤醒调整时间t2以降低芯片唤醒功耗。

因为芯片系统会工作在-40度到125度的很宽温度范围，要保证模拟模块在这么宽的工作范围都在唤醒间隔时间t1计数完成之前准备好，就必须设置一个比较保守的唤醒调整时间t2值，以满足最坏情况下模拟模块能在唤醒间隔时间t1计数完成前准备好，故在本实施中，设置的初始的唤醒调整时间t2的时长大于模拟模块准备唤醒芯片系统的最长用时。

以下，结合时间轴，在对本实施例中的低功耗的芯片唤醒方法进行进一步说明：第一计数器开始时长为唤醒间隔时间t1的时间计数→第一计数器计数至t1-t2→模拟模块准备唤醒系统，与此同时第二计数器开始计数→当模拟模块准备好唤醒芯片系统后发送准备完毕信号给第二计数器，第二计数器将收到准备完毕信号时的时间计数进行保存，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2→等待t1计数器计数结束后→芯片系统进入正常工作状态→芯片系统再次进入休眠状态→第一计数器开始时长为唤醒间隔时间t1的时间计数→第一计数器计数至t1-t2(此时的t2为更新过的唤醒调整时间t2)→……而后是不断重复的过程，不断更新唤醒调整时间t2以降低芯片唤醒功耗。

采用本发明的低功耗的芯片唤醒方法，可以加快芯片系统的启动、加快对应的模块的运行并降低芯片功耗，本发明的低功耗的芯片唤醒方法，通过设置唤醒间隔时间和唤醒调整时间，当芯片系统在休眠中经过唤醒间隔时间减去唤醒调整时间的时长后，模拟模块准备唤醒芯片系统，由此避免芯片在开始时间内某些功能无法正常启用，而在每次模拟模块准备唤醒芯片系统时进行计时，统计模拟模块准备唤醒芯片系统的用时，将上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时叠加裕度时间，得到下一次的唤醒调整时间，不断更新唤醒调整时间，避免提前启动这些模块会浪费能量，以降低芯片唤醒功耗，在本发明中，每次以上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时叠加裕度时间，作为下一次的唤醒调整时间，这样做的原因是工作环境譬如温度不会在较短时间发生突变，以上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时为下一次的唤醒调整时间，可以确保每次较为精确的控制模拟模块准备唤醒芯片系统的各个模块，避免提前启动这些模块会浪费能量，也避免过晚启动这些模块，造成芯片的功能无法正常实现，综合考虑外界环境对唤醒芯片系统的准备时间的影响，使芯片功耗达到最低。

在本实施例中，与上一次模拟模块准备唤醒芯片系统的用时，叠加在一起的裕度时间是经验值，裕度时间可以根据应用需求合理设置，这样是避免温度或者电压数据变化太大导致上次得到的模拟模块准备唤醒芯片系统的用时失效，进一步保证控制唤醒过程的稳定性和可靠性。

如图3所示，一种低功耗的芯片唤醒电路，包括第一计数器countert1和第二计数器countert2，第一计数器countert1的输入端能够输入唤醒间隔时间t1作为计数触发信号，第一计数器的输出端连接到使能模块en的输入端，使能模块en的输入端还能够输入唤醒调整时间t2，使能模块en的输出端连接到第二计数器countert2的输入端，第二计数器countert2的输出端连接锁存器latch，当第一计数器countert1计数到输入唤醒间隔时间t1与唤醒调整时间t2的差值时，第二计数器countert2的启动计数，当锁存器latch收到模拟模块准备好唤醒芯片系统的准备完毕信号analogready后，第二计数器countert2将当前的时间计数锁存到锁存器latch，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2，用于下一次计数。

具体在本实施例中，唤醒间隔时间t1通过与门输入第一计数器countert1，与门的另一个输入端为高电平；唤醒调整时间t2通过与门输入使能模块en，与门的另一个输入端为高电平。

在本发明的实施例中，还提供了一种芯片，其包括上述的低功耗的芯片唤醒电路。

基于同一发明构思，在本发明的实施例中，还提供了一种芯片唤醒功耗调节系统，包括通讯连接的：

设置模块，用于设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2；

唤醒计数模块，用于将设置唤醒间隔时间t1、唤醒调整时间t2发送给第一计数器，第一计数器开始计数，当第一计数器计数至t1-t2，模拟模块准备唤醒芯片系统，与此同时第二计数器开始计数；

唤醒调整模块，用于当模拟模块准备好唤醒芯片系统后发送准备完毕信号给第二计数器，第二计数器在收到准备完毕信号时的时间计数进行保存，叠加裕度时间后作为新的唤醒调整时间t2，用于下一次计数，第一计数器继续计数至唤醒间隔时间t1结束；

唤醒模块，用于在t1计数器计数结束后，唤醒芯片系统进入正常工作状态，芯片系统活跃时间结束后，再次进入休眠状态；

重复执行模块，用于控制唤醒计数模块、唤醒调整模块、唤醒模块，不断更新唤醒调整时间t2以降低芯片唤醒功耗。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的低功耗的芯片唤醒方法。

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、系统、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。

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。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机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。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机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。

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。

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。