用于在电源的电流能力之内操作的可动态配置装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月26日提交的题为“dynamicallyconfigurableapparatusforoperatingwithinthecurrentcapabilitiesofthepowersource(用于在电源的电流能力之内操作的可动态配置装置)”的美国专利申请no.14/836,793的权益，其通过援引全部明确纳入于此。

背景技术：

领域

本公开一般涉及电子装置，尤其涉及用于在电源的电流能力之内操作的可动态配置装置。

背景

电流管理日益成为移动设备(诸如无线通信设备)的一个问题。无线通信技术和设备(例如，蜂窝电话、膝上型设备的无线通信附件，等等)在过去若干年越来越受欢迎和使用。这至少部分是由于在允许用户执行复杂和功率密集的软件应用(例如，音乐播放器、网页浏览器、视频流送应用，等等)的性能和能力方面的改进。为了满足任意增加的性能需求，这些无线通信设备的功耗(例如，电流汲取)同样增加了。

此外，这些无线通信设备可以配置成连接并从多种类型的电源接收功率。例如，无线通信设备可以经由各种类型的通用串行总线(usb)连接中的一种被连接到膝上型计算机并从其接收功率。无线通信设备的电流消耗将会需要满足该一种usb类型的约束。由此，一个设计挑战在于针对具有不同电流供应限制的多种类型的电源管理无线通信设备的电流消耗。

概述

公开了一种装置的各方面。该装置包括负载、以及功率管理电路，该功率管理电路配置成管理由电源向该负载供应的功率，以及向该负载提供涉及该电源的一个或多个参数。该负载是基于该一个或多个参数可动态配置成在该电源的电流能力内操作的。

进一步公开了一种装置的各方面。该装置包括负载、和功率管理电路，该功率管理电路配置成管理由电源向该负载供应的功率。该负载是通过应用一个或多个电流限制方案可动态配置成在该电源的电流能力内操作的。

公开了一种装置的附加各方面。该装置包括负载、和功率管理电路，该功率管理电路配置成管理由电源向该负载供应的功率。该负载是基于该电源的电流能力可动态配置成限制从该电源汲取的电流的。

应理解，根据以下详细描述，装置和方法的其他方面对于本领域技术人员而言将变得容易明白，其中以解说方式示出和描述了装置和方法的各个方面。如将认识到的，这些方面可以按其他和不同的形式来实现并且其若干细节能够在各个其他方面进行修改。相应地，附图和详细描述应被认为在本质上是解说性的而非限制性的。

附图简述

图1是配置成从多种类型的电源接收功率的无线通信设备的示例性实施例的框图。

图2是解说无线通信设备的示例性实施例的各种电流汲取的功率图。

图3是应用各种电流限制方案的负载的示例性实施例的功能框图。

图4是功率监视电路的示例性实施例的功能框图。

图5a和5b描绘了解说应用电流限制方案的负载的示例性实施例的操作的流程图。

图6是解说电流限制方案查找表的示例性实施例的示图。

详细描述

以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以避免淡化此类概念。

术语“装置”应当被解释为包括任何集成电路或系统，或者集成电路或系统的任何部分(例如，驻留在集成电路或集成电路的一部分中的模块、组件、电路、或者类似部分)。术语“装置”还应被解释成扩展到其中集成电路或系统与其他集成电路或系统(例如，视频卡，主板等)或任何终端产品(例如，移动电话，智能电话、个人数字助理(pda)，平板计算机，膝上型计算机，游戏机，媒体播放器，数字相机，或类似产品)组合的任何中间产品。术语“方法”应当被类似地解释成包括任何集成电路或系统，或者集成电路或系统的任何部分、或者任何中间产品或终端产品的操作，或者由此类集成电路或系统(或其部分)、中间产品、或终端产品执行的任何步骤、过程、算法、或类似操作，或者其任何组合。

措辞“示例性”在本文中用于表示用作示例、实例或解说。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。同样，术语装备或方法的“实施例”不要求本发明的所有实施例包括所描述的组件、结构、特征、功能性、过程、优点、益处、或操作模式。

术语“连接”、“耦合”或其任何变体意指两个或更多元件之间的无论是直接还是间接的任何连接或耦合。间接连接涵盖“连接”或“耦合”在一起的两个元件之间存在一个或多个中间元件。相比之下，当连接或耦合被称作“直接”连接或耦合时，就不存在中介元件。

本文中使用诸如“第一”、“第二”等指定对元素的任何引述一般并不限定那些元素的数量或次序。确切而言，这些指定在本文中用作区别两个或更多个元素或者元素实例的便捷方法。由此，对第一元素和第二元素的引述并不意味着仅能采用两个元素、或者第一元素必须位于第二元素之前。另外，在说明书或权利要求中使用的“a、b、或c中的至少一者”形式的术语表示a或b或c或其任何组合。

如本文所使用的，单数形式的“一”、“某”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，术语“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。

将会在无线通信设备的上下文中给出用于应用电流限制方案的装置和方法的各方面。然而，如本领域技术人员将容易地领会的，贯穿本公开所给出的电流限制方案的各个方面不限于此。相应地，对具体应用或无线通信设备的全部引用仅仅旨在解说电流限制方案的示例性方面，并且要理解这些方面可具有广泛的应用范围。

图1是配置成从多种类型的电源接收功率的无线通信设备的示例性实施例的框图。无线通信设备100可以是移动电话、智能电话、个人数字助理(pda)、平板计算机、膝上型计算机、游戏机、媒体播放器、数字相机、或任何其他合适的设备。无线设备可以配置成支持任何合适的多址技术，包括例如码分多址(cdma)系统、多载波cdma(mccdma)、宽带cdma(w-cdma)、高速分组接入(hspa、hspa+)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、单载波fdma(sc-fdma)系统、正交频分多址(ofdma)系统、或者其他多址技术。无线通信设备100可以进一步配置成支持任何合适的空中接口标准，包括例如，长期演进(lte)、演进数据最优化(ev-do)、超移动宽带(umb)、通用陆地无线电接入(utra)、全球移动通信系统(gsm)、演进型utra(e-utra)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、flash-ofdm、蓝牙、或者任何其他合适的空中接口标准。无线通信设备100所支持的实际空中接口标准和多址技术将取决于具体应用以及加诸于系统的总体设计约束。

无线通信设备100包括配置成接收从电源130供应的功率的功率管理电路110。无线通信设备100可以配置成从不同的电源接收功率。这些电源可以包括，例如，usb充电下游端口(cdp)，其可以允许至多1000ma的电流汲取。这些电源可以进一步包括，例如，usb标准充电端口(scp)，其可以允许至多500ma的电流汲取。这些电源可以进一步包括，例如，专用充电端口(dcp)，其可以允许至多1500ma的电流汲取。当usb连接器被连接到墙上充电器时，可以利用dcp。如所描述的，各个电源可以具有不同的电流供应限制。

功率管理电路110可以被配置成管理从电源130供应到负载120的功率。在示例性实施例中，功率管理电路110包括接收从电源130(例如，上文所描述的各种usb端口中的一者)供应的功率并向负载120提供经调节的或恒定电压的充电器112(例如，线性充电器)电压可以经由功率输出端口113从功率管理电路110提供，以及经由功率输入端口114由负载120接收。

功率管理电路110可以包括监视供应给负载120的功率的功率监视电路111。功率监视电路111可以配置成向负载120提供涉及电源130的一个或多个参数。如将更为具体地解释的，负载120基于一个或多个参数可动态地配置成在电源130的电流能力内操作。

该一个或多个参数可以包括，例如，由负载120汲取的瞬时峰值电流的值。若知晓电源130的电流能力，则负载120可以使用该参数来配置其自身，使得其通过针对性能、带宽等做出正确的权衡而不超过使用各种水平的电流限制方案的最大电流限制。在一些情况中，电源130的电流能力可以确定自电源的类型，其可以通过在电源130和无线通信设备100之间的连接器上的引脚之一，或者由本领域中已知的其他合适的装置来传达。作为示例，来自pc的usbsdp连接被知晓具有500ma的最大电流。瞬时峰值电流可以由功率监视电路111测量，并且测得值从功率管理电路111输出到负载120。

一个或多个参数还可以包括例如，电压指示符。电压指示符可以是当功率监视电路111检测到来自电源130的电压由于超额的电流汲取而开始下降时被设置的状态位。该状态位可以采取从功率监视电路111发送到负载120的中断(vmininterrupt)的形式。当电源130的电流能力未知时，中断可以是有用的。在该情况中，负载120可以在其接收到中断时读取瞬时峰值电流值并且随后应用各种电流限制方案以停留在瞬时峰值电流预算之下。

上文讨论的各种瞬时峰值电流值和电压指示符是可以由功率管理电路110生成并由负载120用来针对电源130的电流能力内的操作而动态配置其自身的参数的示例。然而，如本领域技术人员将会容易地领会的，取决于特定应用和加诸于装置的总体设计约束，其他参数可以是恰适的。

图2是解说无线通信设备的示例性实施例的各种电流汲取的功率图。该示图标绘了无线通信设备的电流汲取对性能水平。参照图1和2，由负载120应用的电流限制方案可以通过调节性能水平来调节或限制电流汲取。用这种方式，负载120可以以满足电源130的电流供应限制的电流消耗水平来操作。线210指示了随着电流限制方案增加电流缓解水平(例如，降低无线通信设备的性能水平)，无线通信设备100可以汲取更少的电流。相反，随着电流限制方案减少电流缓解水平(例如，增加无线通信设备的性能水平)，无线通信设备100可以汲取更多的电流。例如，在dcp电源130的情况中，电流限制方案可以以点a作为电流缓解水平/性能水平的目标来满足1500ma的电流供应限制。在cdp电源的情况中，电流限制方案可以以点b作为电流缓解水平/性能水平的目标来满足1000ma的电流供应限制。在sdp电源的情况中，电流限制方案可以以点c作为电流缓解水平/性能水平的目标来满足500ma的电流供应限制。

图3是应用各种电流限制方案的负载的示例性实施例的功能框图。负载120可以包括任何数目个模块和/或组件。作为示例，负载120可以包括多个无线接收机(诸如4g/3g/2.5g调制解调器128)来支持lte通信，以及wi-fi调制解调器124来支持wi-fi通信。例如，4g/3g/2.5g调制解调器128可以能够使用4g/3g/2.5g协议中的一者或多者来执行数据通信。负载120也可以包括放大器，诸如rf功率放大器126，来支持rf通信。负载120还可以包括未示出的其他模块、组件、附加放大器和/或电路。

负载120可以进一步包括处理器122。处理器122可以是能够管理负载120的操作，以及动态地配置负载120以在电源的电流能力内操作的单核或多核处理器。处理器122可用一个或多个通用和/或专用处理器来实现。示例包括：微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路以及其他配置成执行本公开中通篇描述的各种功能性的合适硬件。一个或多个通用和/或专用处理器可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等，无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。处理器122可以远离各种模块或组件实现，集成到模块或组件中的一者，或者跨任何数目个模块或组件分布。

在示例性实施例中，处理器122可以基于来自功率管理电路110(参见图1)的一个或多个参数应用电流限制方案。电流限制方案可以降低无线通信设备120的性能水平(例如，增加电流缓解)并藉此减小电流汲取。例如，电流限制方案的应用可以使得处理器122可以通过降低其操作频率、降低其操作电压、和/或使得其核心断电或热插入来减小其操作。热插入是使得核心断电并且告知操作系统(os)(例如，隐藏断电核心)使得os不尝试唤醒被断电的核心的操作。

处理器122可以通过减小其带宽和/或输出功率来向wi-fi调制解调器124应用电流限制方案。例如，wi-fi调制解调器124可以减小其传输/接收信号带宽、减小传输功率，藉此减小其操作范围、和/或减小wi-fi客户端的数目。处理器122可以通过减小其功率(这减小了其操作范围)来向rf功率放大器126应用电流限制方案。处理器122可以通过减小其带宽和/或改变其通信模式来向4g/3g/2.5g调制解调器128应用电流限制方案。例如，4g/3g/2.5g调制解调器128可以将其操作从4glte，类别4降低到4glte，类别3、2、或1。4g/3g/2.5g调制解调器128可以从4glte降低到无线通信的3g或2g。进一步，4g/3g/2.5g调制解调器128可以禁用lte的某些特征，诸如载波聚集。取决于特定应用和加诸于装置上的总体设计约束，在不同实施例中可以采用各种其他电流限制方案。

图4是功率监视电路的示例性实施例的功能框图。在该示例中，功率监视电路111包括电流检测器410和电压检测器420。

电流检测器410可以被用来测量如由功率监视电路111看到的由电源提供的瞬时峰值电流。测得的瞬时峰值电流可以随后被用来向负载120提供表示由负载120汲取的电流以支持操作(参见图1)的值。如稍早所解释的，该值可以由负载120用来应用各种电流限制方案以确保负载120在电源130(参见图1)的电流能力内维持操作。

电压检测器420可以被用来监视来自电源130的电压输出(参见图1)。在该实施例中，电压检测器420可以被用来生成负载120(参见图1)的电压指示符。电压指示符可以是在电压由于来自电源130(参见图1)的超额电流汲取而开始下降时被设置的状态位。如稍早所描述的，该状态位可以采取从功率监视电路111发送到负载120(参见图1)的中断(vmininterrupt)的形式。当接收到中断时，负载120可以读取瞬时峰值电流值并随后应用各种电流限制方案来停留在瞬时峰值电流预算之下(参见图1)。功率监视电路111可以进一步配置成当状态位被设置时在存储器430中存储瞬时峰值电流值。这允许负载120在应用电流限制方案的同时持续地访问该值以停留在瞬时峰值电流预算之下(参见图1)。

图5a和5b描绘了解说应用电流限制方案的负载的示例性实施例的操作的流程图。图5a和5b中解说的操作始于例如在引导或初始化序列期间标识电源的类型。在该实施例中，电源选项是pcdsp端口、pccdp端口、或墙上充电器。可以实现其他实施例以供处置其他电源，作为任何前述电源的代替或补充。电源可以通过电源130和功率管理电路110之间的连接器的一个或多个引脚上的信号或者由本领域中知晓的任何其他合适的装置来标识(参见图1)。作为示例，特定连接器引脚的电压或电压的缺失可以由负载120用来标识电源130(参见图1)。

参照图5a和5b，在510，开始引导或初始化序列。在520，确定电源是否是sdp。若确定是肯定的，则流程去往步骤a，其为用于500ma电流限制规范的电流限制方案。若确定是否定的，则流程去往530。

在530，确定电源是否是cdp。若确定是肯定的，则流程去往532。在532，确定cdp是否符合usb2.0规范。若确定是肯定的，则流程去往步骤a(500ma电流限制方案)。若确定是否定的，则流程去往步骤b，其为用于1000ma电流限制规范的电流限制方案。若530的确定是否定的，则流程去往540。在540，确定电源是否是dcp。若确定是肯定的，则流程去往步骤c，其为用于1500ma电流限制规范的电流限制方案。

步骤a(500ma电流限制规范)包括步骤550、552、554和556。在550，处理器应用用于停留在500ma以下的电流限制方案。在该示例性实施例中，负载可以从查找表中选择电流限制方案。电流限制方案查找表的进一步的细节在以下结合图呈现。在552，负载从功率监视电路读取瞬时峰值电流值。在554，负载可以基于该值确定无线通信设备的电流消耗是否在目标500ma以内。若确定是肯定的，则流程进入552处的循环以确保无线通信设备的电流消耗保持在预算之内。若确定是否定的，则流程回到步骤550来允许负载应用附加电流限制方案来减小无线通信设备的电流汲取。

在步骤a(500ma电流限制规范)，负载不需要等待vmininterrupt来部署电流限制方案，因为知晓了电源的电流能力。500ma电流限制提供了无线通信设备的少许的净空。通过不等待vmininterrupt，由负载汲取的任何超额的电流可以用更为及时的方式来解决。

步骤b(1000ma电流限制规范)和步骤c(1500ma电流限制规范)包括步骤560、562、564和566。虽然在示例性实施例中步骤b和c在相同流程中共享，但这不是问题，本领域技术人员将会理解这一点。在560，负载进入循环等待vmininterrupt。通过等待vmininterrupt，负载不需要依赖电源的规范，并且因此，可以提供更为准确的电流限制方案。当接收到vmininterrupt时，流程去往562。

在562，负载从功率监视电路读取瞬时峰值电流值。在564，负载应用用于停留在最大电流以下的电流限制方案。在该示例性实施例中，负载可以从图6的电流限制方案查找表中选择电流限制方案。在566，负载可以确定无线通信设备的电流消耗是否落在最大电流值内。若确定是肯定的，则流程进入564处的循环以确保无线通信设备的电流消耗保持在预算之内。若确定是否定的，则流程回到步骤560以重复该过程。

图6是电流限制方案查询表的示例性实施例的示图。电流限制方案查找表600存储负载的多个配置。表610存储基于目标电流限制、温度、和/或泄露电流信息(iddq)的条目。由此，在一个示例中，负载可以选择具有1500ma的目标电流限制、65℃的温度、和145ma的iddq的条目612。所选条目612可以指表620的条目，其中表620的条目可以包括满足条目612的目标电流的无线通信设备的各种配置。

表620的条目可以包括用以减小带宽、切换通信模式、和/或减小无线通信设备的无线通信的范围从而减小电流消耗的负载配置。例如，负载配置可以包括处理器缓解操作，其可以包括数个内核来热插入和最大操作频率限制。负载配置可以进一步包括lte缓解操作，其可以包括网络(例如，4g或3g)，lte类别、以及是否启用载波聚集(ca)。这些lte缓解操作可以影响所选通信模式(例如，4g或3g；lte类别)以及lte通信的吞吐量或带宽。负载配置可以进一步包括rf功率放大器缓解操作，其可以包括各种带宽以减小功率。这些缓解操作可以影响放大器的范围和/或带宽。负载配置可以进一步包括wi-fi缓解操作，诸如各种带宽和客户端的数目。

应理解，所公开的过程中各步骤的具体次序或层次是示例性办法的解说。应理解，基于设计偏好，可以重新编排这些过程中各步骤的具体次序或层次。此外，一些步骤可被组合或被略去。所附方法权利要求以示例次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所给出的具体次序或层次。本文所公开的方法包括用于达成所描述的方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可以彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。例如，步骤可由用于执行本文中描述的功能的电路和/或生成用于本文中描述功能的信号的电路、或其组合来实现。

提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所述的各个方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示的方面，而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述除非特别声明，否则并非旨在表示“有且仅有一个”，而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。本公开通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众，无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。权利要求的任何要素都不应当在35u.s.c.§112(f)的规定下来解释，除非该要素是使用短语“用于…的装置”来明确叙述的或者在方法权利要求情形中该要素是使用短语“用于…的步骤”来叙述的。