移动装置中的电力管理的制作方法
【专利摘要】本发明涉及移动装置中的电力管理。本发明揭示用于减少移动装置的等待操作期间的电力消耗的设备、系统及方法。在等待期间寻呼解码算法可存储于非易失性存储器中。当将所述移动装置从睡眠状态唤醒时，可从所述非易失性存储器执行所述寻呼解码算法以确定是否存在例如传入呼叫的任何活动。所述非易失性存储器维持所述算法的存储不需要电力，使得减少所述移动装置的等待期间的电力需求。
【专利说明】移动装置中的电力管理
[0001]本申请为发明名称为“移动装置中的电力管理”的原中国发明专利申请的分案申请。原申请的中国申请号为200980148833.X ;原申请的申请日为2009年12月11日，其国际申请号为 PCT/US2009/067677。
【技术领域】
[0002]本发明的实施例涉及改进电池寿命。更明确地说，本发明的实施例涉及通过减少等待操作期间所使用的平均电流的结构来改进移动装置电池寿命。在一个实施例中，移动装置内的结构可并入有磁阻式随机存取存储器(MRAM)以在等待期间存储程序数据。
【背景技术】
[0003]随着大量及不断增加的数目的功能待由移动装置执行，越来越强调电池寿命。除了增加电池的产生及维持可持续的长寿命的能力以外，还越来越关注移动装置的减少总电流消耗需求(不仅在移动装置的实际操作期间而且在静止状态期间)的能力。移动装置应能够迅速对呼叫、消息或其它传入通信做出反应。此快速反应能力常规地涉及移动装置在其“睡眠”阶段期间保持处理器状态及高速随机存取存储器的内容，因此，会利用“睡眠电流”。
[0004]在图1中展示常规移动装置在静止状态期间的电流利用的实例。当移动装置处于等待状态中时，其可在某时段的若干倍时间中处于睡眠阶段110中。举例来说，在CDMA系统中，所述睡眠阶段可为1.28秒的若干倍。每一寻呼信道监视阶段持续大约30毫秒。如图1中所见，即使在睡眠阶段110期间还可能存在大约ImA的电流汲取，且在唤醒阶段120期间(例如，在快速寻呼信道(QPCH)解码期间)可能存在大约86mA的电流汲取。因此，在睡眠阶段110及QPCH解码期间所需要的来自电池的平均总电流为大约2mA([(2.56-0.30)X 1/2.56]+ (0.30X86)/2.56 = 2mA)。如可见，对于所说明的典型操作来说，在等待期间总电流利用的大约一半是归因于ImA的睡眠电流。在常规架构中通常可能使用此电流以便保持易失性存储器/内部寄存器的状态。
[0005]图2表示常规移动装置存储器分割方案，其中可通过电力管理集成电路(PMIC) 10来控制电力。可在移动装置的“活动”操作期间(例如，呼叫及响应于传入呼叫)将电力供应到移动装置处理器(MDP) 12、快闪存储器16及同步动态随机存取存储器(SDRAM) 14。MDP12可包括用于移动装置操作及模拟接口的逻辑，且可进一步包括一个或一个以上微处理器及/或数字信号处理器(DSP)。SDRAM 14单元可为易失性存储器。MDP 12及SDRAM可在睡眠阶段期间使用前述的ImA电力以保持其状态。
[0006]大体来说，例如图2中所展示的SDRAM为随机存取存储器(RAM)的子集。RAM可为独立装置及/或可集成或嵌入在使用RAM的装置内，例如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、单芯片系统(SoC)及其它类似装置。RAM可为易失性的或非易失性的。易失性RAM 一旦移除电力就会丢失其存储的信息。非易失性快闪存储器即使在从存储器移除电力时仍可维持其存储器内容。虽然快闪存储器在维持其内容而无需施加电力的能力方面具有优点，但其可能具有比易失性RAM缓慢的读取/写入时间。此外，可能存在关于可对快闪存储器执行的写入操作的数目的限制。
[0007]因此，在已知前述常规存储器技术的情况下，系统设计者可能要艰难地在移动装置性能与能量效率之间做出折衷，甚至在移动装置的睡眠阶段期间还需如此。
【发明内容】
[0008]本发明的示范性实施例是针对于用于通过使用低电力的高速非易失性存储器存储程序代码来减少“睡眠”周期期间的电流要求从而改进电池操作寿命的系统、设备及方法。
[0009]因此，本发明的实施例可包括一种移动装置，其包含:非易失性存储器，其经配置以存储寻呼信道算法；处理器，其经配置以从所述非易失性存储器中执行所述寻呼信道算法且经配置以响应于计时信号而对寻呼信道进行解码；及控制器，其经配置以将所述计时信号输出到所述处理器。
[0010]本发明的另一实施例可包括一种电力管理设备，其包含:控制器，所述控制器用于在包括睡眠阶段及唤醒阶段的等待阶段期间控制到移动装置的电力，所述控制器包括计时器，所述计时器用以在所述睡眠阶段的结束时起始通电(power-up)信号且在所述睡眠阶段期间起始断电(power-down)信号；非易失性存储器装置，其经配置以存储用以在等待阶段期间起始所述移动装置的操作的寻呼算法；及处理器，其经配置以响应于来自所述控制器的所述通电信号而从所述非易失性存储器中执行所述寻呼算法。
[0011]本发明的另一实施例可包括一种在移动装置中进行电力管理的方法，其包含:将与寻呼算法有关的程序代码存储于非易失性存储器中，其中在唤醒阶段期间执行所述程序代码；使所述移动装置断电同时维持到计时器的电力；通过所述计时器确定所述唤醒阶段的时间间隔；在所述唤醒阶段期间使所述移动装置通电；及从所述非易失性存储器中执行所述程序代码。
[0012]本发明的另一实施例可包括一种移动装置电力管理系统，其包含:用于将与寻呼算法有关的程序代码存储于非易失性存储器中的装置，其中所述程序代码是在唤醒阶段期间执行；用于使所述移动装置断电同时维持到计时器的电力的装置；用于通过所述计时器确定所述唤醒阶段的时间间隔的装置；用于在所述唤醒阶段期间使所述移动装置通电的装置；及用于从所述非易失性存储器中执行所述程序代码的装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]呈现附图以辅助描述本发明的实施例，且其仅被提供用于说明实施例而非对实施例加以限制。
[0014]图1说明移动装置在其静止阶段期间的常规电流时间分布的曲线图。
[0015]图2说明常规移动装置电力分割方案的框图。
[0016]图3说明用于移动装置电力分割配置的系统的框图。
[0017]图4为说明用于管理移动装置的电力的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0018]在针对本发明的特定实施例的以下描述及相关图式中揭示本发明的方面。可在不脱离本发明的范围的情形下设计替代实施例。另外，将不详细描述或将省略本发明的众所周知的元件以免混淆本发明的有关细节。
[0019]词语“示范性”在本文中用以意味着“充当实例、例子或说明”。未必将本文中描述为“示范性”的任何实施例解释为比其它实施例优选或有利。同样，术语“本发明的实施例”并不要求本发明的所有实施例包括所论述的特征、优点或操作模式。
[0020]本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的且并不希望限制本发明的实施例。如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指示，单数形式“一”及“所述”还希望包括复数形式。应进一步理解，术语“包含”及/或“包括”在于本文中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除一个或一个以上其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。
[0021]另外，依据将由(例如)计算装置的元件执行的动作的序列来描述许多实施例。应认识到，可通过特定电路(例如，专用集成电路(ASIC))，通过正由一个或一个以上处理器执行的程序指令，或通过两者的组合来执行本文中所描述的各种动作。另外，可认为本文中所描述的这些动作的序列完全体现于任何形式的计算机可读存储媒体内，所述计算机可读存储媒体中已存储计算机指令的对应集合，所述计算机指令在被执行后将使相关联的处理器执行本文中所描述的功能性。因此，本发明的各种方面可以若干不同形式来体现，已预期所有所述形式均在所主张的标的物的范围内。另外，对于本文中所描述的实施例中的每一者来说，任何所述实施例的对应形式可在本文中描述为(例如)“经配置以……的逻辑”。
[0022]如本文中所使用，术语“移动装置”可指可经由网络传送信息的任何类型的无线通信装置。所述移动装置可为任何蜂窝式移动终端、个人通信系统(PCS)装置、个人导航装置、膝上型计算机、个人数字助理，或能够接收及处理网络及/或卫星定位系统信号的任何其它合适装置。此外，如本文中所使用，术语“网络”可指任何无线通信网络，包括无线广域网络(WffAN)、无线局域网络(WLAN)、无线个人局域网络(WPAN)等。WffAN可为码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络等。CDMA网络可实施一种或一种以上无线电接入技术(RAT)，例如 cdma2000、宽带 CDMA (W-CDMA)等。Cdma2000 包括 IS-95、IS-2000 及 IS-856 标准。TDMA网络可实施全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)或某一其它RAT。GSM及W-CDMA描述于来自名为“第3代合作伙伴计划”(3GPP)的协会的文献中。Cdma2000描述于来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的协会的文献中。3GPP及3GPP2文献是公众可得的。WLAN可为IEEE 802.1lx网络，且WPAN可为蓝牙网络、IEEE 802.15x或某一其它类型的网络。所述技术还可用于WWAN、WLAN及/或WPAN的任何组合。
[0023]图3说明具有示范性电力分割配置的移动装置处理器及电力管理系统20的框图。本文中将不说明或描述所述移动装置的其它众所周知的元件及特征(例如，用户界面、天线、电池、收发器、存储器管理器等)。同样，本文中将不详细论述由所述移动装置执行的众所周知过程/算法(例如，接收及解码寻呼、睡眠循环、寻呼循环、存储器管理等)。然而，将了解，在本发明的实施例中，这些众所周知元件及过程包括于移动装置中。
[0024]为了减少静止/等待操作期间的电力需求，系统20可将选定程序代码存储于磁阻式随机存取存储器(MRAM) 26中而不在移动装置的睡眠阶段期间消耗电力。在睡眠阶段期间，系统20的电流消耗可主要归因于向计时器(未图示)供电，所述计时器可集成到PMIC22、单独装置或可集成到移动装置中的将为计时器至少部分地供电的任何元件中。为实现解释的便利及一致性，在以下描述中将认为所述计时器是集成到PMIC 22中。然而，将了解，本发明的实施例并不限于所论述的计时器配置且计时器功能性可驻存于特定电路中、正由一个或一个以上处理器执行的程序指令中，或两者的组合中。
[0025]计时器可用以确定何时快速寻呼解码发生。磁阻式随机存取存储器(MRAM) 26可提供数据及/或程序指令的非易失性存储。举例来说，所述程序指令可包括用于监视寻呼信道的算法。在各种实施例中，还可存储负责执行不同功能的程序指令。移动装置可将其时间的大部分花费于静止状态中。移动装置可仅在用户起始呼叫时或在寻呼信道的状态指示响应为适当时变得有活动(即，“唤醒”)。在进入活动状态之后，移动装置可传送适合于将来自MRAM 26的响应提供到快闪存储器29及/或SDRAM 28的应用程序代码。然而，通常将是不需要响应的情况，且移动装置可断电直到解码下一寻呼信道的时间为止。
[0026]系统20包括移动装置处理器(MDP) 24，其可跨越存储器接口 EBI2将数据及/或程序代码传送到快闪存储器29及/或MRAM 26或从快闪存储器29及/或MRAM 26传送数据及/或程序代码。MDP 24还可跨越存储器接口 EBIl而与SDRAM 28传送数据及/或程序代码。虽然展示为与MDP 24分离，但MRAM 26、快闪存储器29及/或SDRAM 28可驻存于MDP24内的裸片的数字部分上。此类封装配置可消除对系统20的任何尺寸影响同时减少电力消耗。因此，将了解，仅出于解释的便利而提供本文中所说明及所论述的配置，且本发明的实施例并不限于这些实例。举例来说，关于图3所说明的功能块及相关联的功能性可以各种方式分离或可集成到一个功能装置中。
[0027]PMIC 22可经由专用电力线(以粗线指示)控制并将电力供应到系统20中的组件中的每一者。此控制可用以确定移动装置的睡眠/唤醒阶段以便节省电力。如以上所提及，PMIC可进一步包括计时器(未展示)，所述计时器可用以确定执行寻呼信道的快速解码的适当时间。在唤醒阶段期间，PMIC 22可将电力供应到图3中所展示的系统20的组件中的每一者。在睡眠阶段期间，PMIC 22可仅将电力提供到其内部计时器，使得寻呼信道可被适当地解码。PMIC可包括处理器及/或其它可配置逻辑(例如，FPGA)使得其可经编程以针对各种操作模式来配置系统20。
[0028]如先前所描述，对于常规移动装置来说，可能存在用于静止操作的(例如)2mA的平均电流汲取。在这些常规装置中，此电流的百分之五十(ImA)可用以保持易失性存储器的状态。图3的系统可通过使MDP将寻呼信道解码算法复制到MRAM 26来减少睡眠电流。MRAM 26能够在就绪条件下保留所述算法而不汲取电流，因为MRAM 26为低电力、非易失性存储器。因为MRAM具有高速操作的额外能力，所以可直接从MRAM 26中读取存储于其中的程序代码以供MDP 24执行。因此，因为可从MRAM 26中执行用于监视寻呼信道的算法，所以可接着在不监视寻呼信道时(即，在2.56秒的睡眠阶段期间)使MDP 24及SDRAM 28断电。虽然在睡眠阶段期间其它装置断电，但驻存于PMIC 22中的计时器操作以便及时使移动装置通电以监视寻呼信道。归因于MRAM 26的非易失性本质，存储于MRAM 26中的程序代码在断电期间可不丢失或遭破坏。
[0029]在一个实施例中，移动装置可利用本文中所描述的存储器架构及电力分割。在快速寻呼信道(QPCH)解码之间的时间间隔期间，可将移动装置的“酬民”时间间隔期间的电流汲取减少到大约ΙΟμ A。通过减少常规ImA “睡眠”电流，静止操作期间的平均电流需求减少50%。
[0030]图3展示电力分割系统的实施例，其中可在MRAM 26与快闪存储器29之间分割非易失性存储。因为使用MRAM来提供大量非易失性存储的成本可能过高，所以在一些实施例中，程序代码及/或数据的部分(当MDP从睡眠状态退出时，其将由MDP读取并直接执行)将存储于MRAM 26中。不需要快速存取的其它代码可存储于快闪存储器中。然而，随着MRAM技术成熟及成本减少，其它实施例可替代快闪存储器及/或SDRAM，且仅使用MRAM来进行所有程序代码及/或数据存储。
[0031]如所属领域的技术人员将了解，各种存储器模块可为单独装置或可集成或嵌入在使用存储器的装置内，例如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、单芯片系统(SoC)及其它类似装置。随机存取存储器(RAM)可为易失性的或非易失性的。易失性RAM—旦移除电力就丢失其存储的信息。非易失性RAM即使在从存储器移除电力时仍可维持其存储器内容。虽然非易失性RAM在维持其内容而无需施加电力的能力方面具有优点，但常规地呈快闪存储器形式的常规非易失性RAM可能具有比易失性RAM缓慢的读取/写入时间。快闪存储器还可能具有对于在其开始出现故障之前可被写入的次数的限制。磁阻式随机存取存储器(MRAM)为非易失性存储器技术，其具有与易失性存储器相当的响应(读取/写入)时间。与将数据存储为电荷或电流的常规RAM技术相对照，MRAM使用磁性元件。MRAM 26的非易失性存储器提供与SRAM的存取时间相当的快速存取时间。另外，当与可用于快闪存储器的有限数目的写入操作相比，MRAM 26还提供在故障之前显著较大数目的写入操作。因此，对于电池操作的移动装置来说，图3的MRAM存储器分割方案提供大约两倍的等待寿命，因为其将等待/静止操作的电流使用减少一半。
[0032]图4说明可在系统20中执行的分割方案的操作的流程图。移动装置可获得寻呼信道及计时信息(框51)(例如，在启动时)。可从快闪存储器29中读出所述信息，或使用其它常规方法获得。随后，可将可在MDP 24从睡眠阶段退出之后执行的程序代码从快闪存储器29复制到MRAM 26 (框52)。如先前所提及，此程序代码包括寻呼信道解码算法。其它实施例可包括用于其它功能性的程序代码(例如，用于操作例如键盘及/或显示器等用户界面的代码)。PMIC 22可接着经编程以在预定时间处唤醒移动装置以执行寻呼信道解码(框53)。在经编程之后，PMIC 22可使移动装置中的组件(但PMIC内的计时器除外)断电(框54)。计时器可接着控制是否到了对寻呼信道进行解码的时间(框55)。在计时周期的每一次期满之后，PMIC 22指导MDP 24通电且从MRAM 26中执行对寻呼信道进行解码的所存储的程序代码(框56)。
[0033]如果从寻呼信道解码的消息指示存在传入通信(框57)，则可将程序代码(其提供用于使MDP 24执行适当功能性以处置所述传入通信的指令)从快闪存储器29复制到
[0034]SDRAM 28。一旦传入通信终止(框59)，则过程可返回到框53，在框53处PMIC经编程以唤醒移动装置进行下一寻呼信道解码。
[0035]如果从寻呼信道解码的消息指示不存在传入通信，则程序控制被传送回到框53，此时框53到57中的过程可继续重复直到检测到另一传入呼叫为止。
[0036]所属领域的技术人员将了解，可使用多种不同技术及技艺中的任一者来表示信息及信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子，或其任何组合来表示可能贯穿以上描述所引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。
[0037]此外，所属领域的技术人员将了解，结合本文中所揭示的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，已在上文大体上按照其功能性描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。将此功能性实施为硬件还是软件视特定应用及强加于整个系统上的设计约束而定。对于每一特定应用来说，所属领域的技术人员可以变化的方式实施所描述的功能性，但不应将所述实施决策解释为导致脱离本发明的范围。
[0038]结合本文中所揭示的实施例所描述的方法、序列及/或算法可直接以硬件、由处理器执行的软件模块，或所述两者的组合体现。软件模块可驻存于RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、⑶-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，以使得处理器可从存储媒体读取信息且将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体。
[0039]因此，本发明的实施例可包括计算机可读媒体，所述计算机可读媒体体现用于减少移动装置的等待操作期间的电力消耗的方法。因此，本发明不限于所说明的实例，且用于执行本文中所描述的功能性的任何装置均包括于本发明的实施例中。
[0040]尽管前述揭示内容展示本发明的说明性实施例，但应注意，可在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的实施例的范围的情况下在其中进行各种改变及修改。举例来说，可替代本文中所论述的MRAM而使用能够存储寻呼算法而不需要电力来保留所述算法的其它非易失性存储器装置(例如，自旋转移力矩MRAM(STT-MRAM))。同样，无需以任何特定次序来执行根据本文中所描述的本发明的实施例的方法的功能、步骤及/或动作。此外，虽然可能以单数形式描述或主张本发明的元件，但除非明确规定对单数形式的限制，否则还涵盖复数形式。
【权利要求】
1.一种用于移动装置的电力管理设备，其包含: 控制器，其用于在包括睡眠阶段及唤醒阶段的等待阶段期间控制到移动装置的电力，所述控制器包括计时器，所述计时器用以在所述睡眠阶段结束时起始通电信号且在所述睡眠阶段期间起始断电信号，其中在所述睡眠阶段期间维持到所述计时器的电力，且其中所述计时器进一步用以确定用于所述唤醒阶段的间隔； 非易失性存储器装置，其经配置以存储用以在所述等待阶段期间起始所述移动装置的操作的寻呼算法，其中所述非易失性存储器装置进一步经配置以存储将在所述唤醒阶段期间执行的所述程序代码；以及 处理器，其经配置以响应于来自所述控制器的所述通电信号而从所述非易失性存储器中执行所述寻呼算法。
2.根据权利要求1所述的电力管理设备，其中所述非易失性存储器装置为磁阻式随机存取存储器(MRAM)或自旋转移力矩MRAM (STT-MRAM)中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的电力管理设备，其中所述寻呼算法包括用以监视寻呼信道并对其进行解码的代码。
4.根据权利要求1所述的电力管理设备，其中所述移动装置选自由机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理PDA、固定的位置数据单元以及计算机组成的群组。
5.一种包括指令的非暂态计算机可读存储媒体，当该指令被处理器执行时使得所述处理器执行用于移动装置中的电力管理的操作，所述非暂态计算机可读存储媒体包含: 用于在非易失性存储器装置中存储与寻呼算法相关的程序代码的指令，其中所述程序代码在唤醒阶段期间执行； 用于在给所述移动装置断电的同时维持到计时器的电力的指令； 用于由所述计时器确定用于所述唤醒阶段的间隔的指令； 用于在所述唤醒阶段期间给所述移动装置通电的指令； 用于从所述非易失性存储器中执行所述程序代码的指令。
6.一种用于移动装置的电力管理设备，其包含: 控制器装置，其用于在包括睡眠阶段及唤醒阶段的等待阶段期间控制到移动装置的电力，所述控制器装置包括计时器，所述计时器用以在所述睡眠阶段结束时起始通电信号且在所述睡眠阶段期间起始断电信号，其中在所述睡眠阶段期间维持到所述计时器的电力，且其中所述计时器进一步用以确定用于所述唤醒阶段的间隔； 非易失性存储器装置，其经配置以存储用以在所述等待阶段期间起始所述移动装置的操作的寻呼算法，其中所述非易失性存储器装置进一步经配置以存储将在所述唤醒阶段期间执行的所述程序代码；以及 处理装置，其经配置以响应于来自所述控制器装置的所述通电信号而从所述非易失性存储器装置中执行所述寻呼算法。
7.根据权利要求6所述的电力管理设备，其中所述非易失性存储器装置为磁阻式随机存取存储器(MRAM)或自旋转移力矩MRAM(STT-MRAM)中的至少一者。
8.根据权利要求6所述的电力管理设备，其中所述处理装置经配置以执行包括用以监视寻呼信道并对其进行解码的代码的寻呼算法。
9.根据权利要求6所述的电力管理设备，其中所述移动装置选自由机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理PDA、固定的位置数据单元以及计算机组成的群组。
【文档编号】H04W52/02GK104469916SQ201410836261
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2009年12月11日 优先权日:2008年12月12日
【发明者】马克·史提灵·卡斯基 申请人:高通股份有限公司