專利名稱：集成的喚醒/正喚起的電源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電源管理，尤其涉及電池供電的設(shè)備的電源管理。
背景技術(shù)：
用于便攜式應(yīng)用的硬盤驅(qū)動(dòng)器被描述于 http :〃www.almaden. ibm.com/almaden/mobile —hard—drives, html 。
現(xiàn)有技術(shù)的用于電池供電系統(tǒng)的電源管理的實(shí)施例被描述于 http:〃www.broadcom.com/products/Cellular/Power-Management-Solutions/B CM590Q1。
通過引用，將在說明書中所提及的任何出版物和專利文獻(xiàn)、以及在此 直接或間接引用的出版物和專利文獻(xiàn)的公開內(nèi)容合并于此。
發(fā)明概述
本發(fā)明試圖提供用于電池供電系統(tǒng)的改進(jìn)的電源管理。
許多系統(tǒng)需要最優(yōu)化的電源管理方案。電池供電系統(tǒng)對(duì)電源管理最優(yōu) 化最為敏感。當(dāng)前，針對(duì)低電源管理所使用的幾項(xiàng)技術(shù)包括時(shí)鐘門控 (gating)(在CMOS電路中)，功率電平門控，以及可變的工作電壓和模塊或子模塊的開/關(guān)控制。
傳統(tǒng)的電池供電系統(tǒng)把正喚起(while awake)的電源管理和喚醒程序 的管理看作分離的問題。電源管理設(shè)備受到SW控制，時(shí)鐘開關(guān)受到SW 控制，而從低功率中的喚醒由硬件控制(常?；谥袛?并且并不與電源 管理相聯(lián)系。當(dāng)傳統(tǒng)的電池供電系統(tǒng)從低功率模式中喚醒時(shí)，它通常遵循 下面的步驟
(a) 將電源模式從低變到高；
(b) 開啟高頻時(shí)鐘振蕩器；
(c) 等待調(diào)節(jié)器和振蕩器穩(wěn)定；以及
(d) 切換至高時(shí)鐘和高功率工作模式。
所有的這些操作在低時(shí)鐘時(shí)進(jìn)行，這是由于喚醒系統(tǒng)處于其低功率模 式，并且因此系統(tǒng)的喚醒等待時(shí)間被延長(zhǎng)，以及與實(shí)際需要相比，喚醒持 續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間并且消耗更多的功率。
在本文中所示且所描述的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式集成了電池供電系統(tǒng) 的電源管理，由此節(jié)約功率和/或縮短系統(tǒng)的等待時(shí)間。
因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種集成的喚醒/正喚起的 電源管理系統(tǒng)，其可操作地喚醒電池供電硬件設(shè)備，并且一旦電池供電硬 件設(shè)備被喚醒，就向電池供電的硬件設(shè)備提供用于其的集成的電源管理。 本發(fā)明的系統(tǒng)通常適用于含有一個(gè)或更多個(gè)處理器(CPU)內(nèi)核和多組實(shí) 時(shí)模塊的任何通用硬件設(shè)備，多組實(shí)時(shí)模塊可為模擬或數(shù)字的。模塊中每 一個(gè)在不同的時(shí)刻可能需要在某些時(shí)刻工作的高功率，然而在其它的時(shí)刻 它可能保持在低功率模式。在許多情況下，時(shí)鐘門控允許動(dòng)態(tài)的功率減小 但可能并不足夠。在其它系統(tǒng)中，關(guān)斷時(shí)鐘源可能導(dǎo)致更長(zhǎng)的喚醒等待時(shí) 間和可能的高功率消耗。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，單個(gè)功率控制器組 合來自所有請(qǐng)求者的請(qǐng)求，并通過使用下面中的 一項(xiàng)或更多項(xiàng)來動(dòng)態(tài)地優(yōu) 化系統(tǒng)功率系統(tǒng)時(shí)鐘門控、動(dòng)態(tài)的時(shí)鐘源改變、動(dòng)態(tài)的功率電平調(diào)整、 編程的功率排序，以共同實(shí)現(xiàn)最小的功率消耗和/或最小的喚醒等待時(shí)間、 系統(tǒng)時(shí)鐘源功率控制、系統(tǒng)功率控制、電源管理模式控制，以及可配置的參數(shù)，從而處理用于進(jìn)一步功率最優(yōu)化的統(tǒng)計(jì)知識(shí)。所收集的統(tǒng)計(jì)資料可
用于定義中斷間隔(breaking distance )計(jì)時(shí)器時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間。這個(gè)時(shí) 間段通常是專用的，并且由HW活動(dòng)概況和SW實(shí)時(shí)請(qǐng)求獲得。
本發(fā)明集成的喚醒/正喚起的電源管理系統(tǒng)優(yōu)選地提供在本文中詳細(xì) 描述的下面四個(gè)特征中的一個(gè)、 一些或全部
1. 請(qǐng)求者不必同步其請(qǐng)求線路，也不必通知其它系統(tǒng)元件其當(dāng)前的 實(shí)時(shí)請(qǐng)求。
2. —旦系統(tǒng)被置入低功率模式，選通切斷(gate off)時(shí)鐘樹，但是 高速時(shí)鐘源通常繼續(xù)工作達(dá)一段額外(通常可編程)的時(shí)間段。這個(gè)額外 的時(shí)間段(中斷間隔)允許其它系統(tǒng)請(qǐng)求者再次激活系統(tǒng)，而沒有額外的 延遲。這個(gè)優(yōu)選的特征節(jié)省了當(dāng)系統(tǒng)從低功率模式中喚醒(振蕩器喚醒時(shí) 間+PLL鎖定時(shí)間+時(shí)鐘切換時(shí)間)時(shí)所消耗的功率，從而導(dǎo)致額外的功率 節(jié)省。被編程至此計(jì)時(shí)器的持續(xù)時(shí)間從應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)信息中獲得，諸如在進(jìn) 入低功率狀態(tài)后的平均喚醒請(qǐng)求時(shí)間延遲。
3. 系統(tǒng)活動(dòng)模式的實(shí)時(shí)信息與電源管理單元分享(調(diào)節(jié)器工作模式 和輸出電壓)。這個(gè)實(shí)時(shí)信息，例如包括在本文中描述的PWR-HILO信號(hào)， 通過直接地從高功率的DCDC轉(zhuǎn)換器模式(其可能需要一些開關(guān)電流)切 換到非常低功率的線性調(diào)節(jié)器來進(jìn)一 步增強(qiáng)功率效率。
4. 相反地，緊密耦合的能量管理因電源管理模式的改變而允許開銷 為零。這樣使得當(dāng)系統(tǒng)喚醒并且晶體振蕩器穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)節(jié)器的工作 模式從低功率的線性模式變化為高功率的DCDC轉(zhuǎn)換模式。
優(yōu)選地提供這種PMU，即其具有幾個(gè)控制模式，并且其通常的結(jié)構(gòu)包 括寄存器陣列和多路復(fù)用器，在多路復(fù)用器上具有硬件信號(hào)控制，如本文
所描述。
優(yōu)選地提供作為實(shí)時(shí)的石更件受控信號(hào)的PWR—HILO和XTALON信 優(yōu)選地提供這種CMU，即其至少部分由硬件控制，而不是只由SW控制。
8優(yōu)選地提供功率控制器狀態(tài)機(jī)和相關(guān)聯(lián)的XTALOK計(jì)時(shí)器；優(yōu)選地 提供DBGEN信號(hào)以使得功率控制器狀態(tài)機(jī)的低功率輸入將被避免。
本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選地提供主機(jī)處理器，通過在本文中所示且描述的主 機(jī)接口部件，該主機(jī)處理器可能激活一些或所有的系統(tǒng)時(shí)鐘，而不需要任
何的CPU的介入。
本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選地準(zhǔn)許諸如無線鏈路接口模塊的系統(tǒng)部件模塊來 根據(jù)諸如無線鏈路的特定應(yīng)用業(yè)務(wù)的時(shí)序，激活一些或所有的系統(tǒng)時(shí)鐘， 而不是先前地喚醒CPU。
附圖筒述
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式在下列附圖中舉例說明
圖lA是集成的喚醒/正喚起的電源管理系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖說明，其可操 作地喚醒含有第 一組硬件模塊的電池供電的硬件設(shè)備，并且一旦電池供電 的硬件設(shè)備被喚起就為其提供集成的電源管理，所有這些都根據(jù)本發(fā)明的 某些實(shí)施方式；


圖1B是集成的喚醒/正喚起的電源管理系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖說明，其可操 作地喚醒含有第二組硬件模塊的電池供電硬件設(shè)備，并且一旦電池供電硬 件裝置被喚起就為其提供集成的電源管理，所有這些都根據(jù)本發(fā)明的某些 實(shí)施方式；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖1A-1B的PMU的 簡(jiǎn)化框圖說明；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖1A-1B的CMU的 簡(jiǎn)化框圖說明；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖1A-1B的功率控制 器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖說明；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供的用于圖1A-1B的系統(tǒng)的喚醒 順序的時(shí)序圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供的圖1A-1B的鍵盤控制器模塊
的時(shí)序圖，其中箭頭舉例說明了因果關(guān)系，即箭頭的底部和頭部分別表示
原因和結(jié)果；
圖7是描述用于CPU和CPU-BUS時(shí)鐘及對(duì)應(yīng)于其的PWR—HILO狀 態(tài)的幾個(gè)工作模式的特征的表格，所有這些都根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方
式；
圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的隨著提供的主業(yè)務(wù)狀態(tài)而變 化的圖1的主裝置35的幾個(gè)工作模式的特征的表格；
圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖4的功率控制器狀態(tài) 機(jī)的簡(jiǎn)化狀態(tài)圖10是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的圖1A-1B的系統(tǒng)的PW—HILO 管腳的管腳值的表格；
圖11是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的圖1A-1B的快速時(shí)鐘的開啟/ 關(guān)斷順序；
圖12是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖1B的系統(tǒng)部件模塊 的簡(jiǎn)化框圖說明；以及
圖13A-13B，合并在一起構(gòu)成表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的圖12 的系統(tǒng)部件模塊的時(shí)鐘激活的圖示。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1A-1B,它們是集成的喚醒/正喚起的電源管理系統(tǒng)的可替 換的實(shí)施方式的簡(jiǎn)化框圖說明，所述電源管理系統(tǒng)可操作地喚醒電池供電 硬件設(shè)備，并且一旦電池供電硬件設(shè)備被喚起就為其提供集成的電源管 理。如所示，電池供電硬件設(shè)備包括一個(gè)或更多個(gè)處理器(CPU)內(nèi)核10, 為了簡(jiǎn)化，只顯示其中一個(gè)；以及一個(gè)或更多個(gè)實(shí)時(shí)^f莫塊20A， 20B,…， 它們可為模擬或數(shù)字的。CPU和/或模塊在本文中還被稱為"請(qǐng)求者 (requestor)"或"請(qǐng)求源(request source )，，。圖1A和IB的實(shí)施方式不同之處僅在于所提供的模塊。舉例來說，在圖1A中，硬件設(shè)備包括與鍵盤
25相關(guān)聯(lián)的鍵盤控制器模塊20A， RTC模塊20B和看門狗模塊20C。在圖 1B中，硬件設(shè)備包括鍵盤控制器模塊20A,主機(jī)接口模塊20D和系統(tǒng)部 件模塊20E。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖1A-1B中所示的特定模塊僅是舉例；本發(fā)明的系統(tǒng)可 操作來提供用于硬件設(shè)備的集成的喚醒/正喚起控制，該硬件設(shè)備包括任意 類型的任意數(shù)量的模塊。同樣的，圖IA和IB中系統(tǒng)每一個(gè)都被表示為駐 留在三個(gè)硬件設(shè)備上，這三個(gè)硬件設(shè)備包括作為獨(dú)立設(shè)備的主設(shè)備35、 PMU40和時(shí)鐘源60;然而，應(yīng)當(dāng)i人識(shí)到這并不需要如此；例如，第一個(gè) 設(shè)備和第三個(gè)設(shè)備，或者第二個(gè)設(shè)備和第三個(gè)設(shè)備，可能被合并成單個(gè)設(shè) 備，或者可使用圖1A-1B的功能單元的任意其它布置。
典型地多個(gè)CPU內(nèi)核和模塊中的每一個(gè)都具有其自己的實(shí)時(shí)時(shí)鐘/功 率需量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，來自所有CPU和模塊的所有請(qǐng)求都 被發(fā)送到共同的功率控制器30，如參照?qǐng)D9在本文中詳細(xì)描述的，功率控 制器30響應(yīng)性地自動(dòng)地選通接通/切斷系統(tǒng)時(shí)鐘源和功率電平。
優(yōu)選地，本發(fā)明的系統(tǒng)包括可編程的硬件功率控制器，并可操作地通 過最優(yōu)化PMU、 PLL和快速基準(zhǔn)振蕩器的功率控制的順序來節(jié)約電力。
本發(fā)明的系統(tǒng)通常包括所示的如下主要功能單元電源管理單元 (PMU ) 40;與CMU PLL 55相關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘管理單元(CMU ) 50;以及功 率控制器單元30。分別參照?qǐng)D2、圖3和圖4，在下面詳細(xì)地描述這些單 元。PMU 40通常具有幾個(gè)控制模式，并且一般包括寄存器陣列和多路復(fù) 用器，在多路復(fù)用器上具有硬件信號(hào)控制，如參照?qǐng)D2在本文中所描述的。 CMU50優(yōu)選地至少部分地受到硬件控制，而不是只受SW控制。系統(tǒng)還 包括與快速基準(zhǔn)時(shí)鐘源70相關(guān)聯(lián)的高速時(shí)鐘源60,該高速時(shí)鐘源60受到 功率控制器30的控制，并且向CMU 50提供快速基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)。與慢速 時(shí)鐘源90相關(guān)聯(lián)的振蕩器80向功率控制器30提供慢速基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)。 PMU40由電源IOO供電。根據(jù)由沖莫塊20A， 20B，…產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求信號(hào) 和喚醒信號(hào)，中斷控制器110向CPU IO提供中斷信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，電源管理單元和時(shí)鐘管理單元都是SW管理的，導(dǎo)致如下的缺點(diǎn)
(a) 為了改變系統(tǒng)工作模式，CPU必須是活動(dòng)的，由此消耗功率以 及如果由慢速時(shí)鐘源運(yùn)行則緩慢地進(jìn)行響應(yīng)。
(b) 當(dāng)多于實(shí)際要求的元件需要保持為活動(dòng)的時(shí)，系統(tǒng)功率沒有被 最優(yōu)化；
(c) 更長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間需要來自電池的更多功率；
(d) 沒有進(jìn)行自適應(yīng)的恒定算法有時(shí)比進(jìn)行自適應(yīng)的算法需要更多 的功率。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供可編程的喚醒和中斷間隔持續(xù) 時(shí)間，并且被允許將系統(tǒng)從待機(jī)中激活的元件特性可能通過在低功率模式 期間其中斷請(qǐng)求的使能/禁止來定義。因此，盡管可能提供硬件控制器，但 是其為完全靈活可編程的，以及根據(jù)先前被編程的參數(shù)具有節(jié)省能量的獨(dú) 立可操作性。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在至少一個(gè)CPU IO中提供軟件功能， 其可#:作地可選^奪地禁止PMU 40的中斷間隔計(jì)時(shí)器420的激活，由此在 任意時(shí)刻纟是供硬件設(shè)備的時(shí)鐘源60和PMU 40的持續(xù)活動(dòng)性。通過不允許 CMU 50關(guān)斷時(shí)鐘和/或電源以及禁止中斷間隔計(jì)時(shí)器40， SW功能允許 CPU 10控制CMU 50的工作。SW功能可以可選擇地禁止硬件設(shè)備選通切 斷時(shí)鐘的能力，由此在任意可選擇時(shí)刻提供硬件設(shè)備時(shí)鐘源和PMU的活 動(dòng)性，因?yàn)榘凑杖笔≈颠@些是活動(dòng)的。這通常是由退出圖1A-1B的CPU 10 的模式位來實(shí)現(xiàn)的，其確定是否使用自動(dòng)節(jié)電。
在圖1A-1B中，"ref，被用來簡(jiǎn)寫"基準(zhǔn)"，"elk"被用來簡(jiǎn)寫"時(shí)鐘"， 以及R1、 R2等纟皮用來指示請(qǐng)求信號(hào)。
現(xiàn)在參見圖2,其為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖1A-1B 的PMU40的簡(jiǎn)化框圖說明。如所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，電源 管理為SW可配置的和HW/SW可控的，例如通過在所示實(shí)施方式中的 PWR—HILO信號(hào)和HW/SW選擇寄存器240?？梢择v留于CPU 10的SW 通過圖IA和IB的串行接口 45來配置一組寄存器200，該串行接口 45向 PMU 40提供"調(diào)節(jié)器控制"輸入。寄存器根據(jù)預(yù)先配置的系統(tǒng)模式中的
12每一個(gè)來定義每個(gè)電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓電平和工作模式。在所舉例說明
的實(shí)施例中，支持三種工作模式。當(dāng)使用SW控制模式時(shí)，多路復(fù)用器250 傳遞被CPU 10編程到軟件控制的模式寄存器230中的設(shè)置。當(dāng)CPU 10 的SW將PMU40編程到HW控制的模式時(shí)，設(shè)置多路復(fù)用器250來傳遞 多路復(fù)用器225的輸出。接著，多路復(fù)用器225根據(jù)來自功率控制器30 的實(shí)時(shí)PWR—HILO信號(hào)在兩組SW編程的寄存器210和220之間選4奪。 如所示，系統(tǒng)活動(dòng)模式的實(shí)時(shí)信息通常與電源管理單元40共享，這通常 控制調(diào)節(jié)器的工作模式和輸出電壓。這個(gè)實(shí)時(shí)信息，通常從時(shí)鐘切換邏輯 和功率控制器30合成，通過從需要一些開關(guān)電流的高功率DCDC轉(zhuǎn)換器 模式直接切換到非常低功率的線性調(diào)節(jié)器280來進(jìn)一步增強(qiáng)功率效率。
更加一般地，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供一種電源管理系統(tǒng)，其 管理到^e更件設(shè)備的電力供應(yīng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)電源，至少一個(gè)電源調(diào) 節(jié)器和硬件設(shè)置選擇器。電源調(diào)節(jié)器可操作地來控制從電源到硬件設(shè)備的 電力供應(yīng)，這根據(jù)在多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中的可選擇的一個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置，所述 調(diào)節(jié)器設(shè)置例如但并不限制于一個(gè)、 一些或所有的下列調(diào)節(jié)器參數(shù)輸出 電壓電平，工作模式(開/關(guān))，和功率消耗水平。硬件設(shè)置選擇器可操作 地來選擇多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中之一，并且可包括多個(gè)設(shè)置存儲(chǔ)單元和硬件選 擇器，每個(gè)設(shè)置存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)多個(gè)設(shè)置中的單獨(dú)一個(gè)設(shè)置的參數(shù)，硬件選 擇器可操作地來選擇多個(gè)設(shè)置存儲(chǔ)單元中之一。
現(xiàn)在參考圖3，其為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式構(gòu)造且操作的圖1A-1B 的CMU50的簡(jiǎn)化框圖說明。如所示，可配置的時(shí)鐘多路復(fù)用器，例如時(shí) 鐘多^各復(fù)用器300A、 300B、 300C和300D,被用來激活CPU-BUS和CPU 10。用于每個(gè)多路復(fù)用器的時(shí)鐘源的選擇通常由功率控制器40提供。
現(xiàn)在參考圖4，其為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而構(gòu)造且操的圖1A-1B 的功率控制器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖說明。模式寄存器430定義各種受控信號(hào)， 例如但并不限制于XTALON、 PWR—HILO、 PLL_EnB,如根據(jù)在本文的圖 5-11中所舉例說明的不同的表格和圖示。例如，用于每個(gè)多路復(fù)用器的時(shí) 鐘源的選擇可能由可配置的模式寄存器430連同HW狀態(tài)機(jī)400產(chǎn)生。
為了通過實(shí)時(shí)地控制CMU 50和基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩器80來最優(yōu)化總的功
13率消耗，圖4中的硬件狀態(tài)機(jī)400,如參考圖9在下面所詳細(xì)描述的，通 常由軟件(反映CPU IO的要求)和硬件(反映片上和片外的要求)的組 合進(jìn)行控制。為了進(jìn)一步地減少總的功率消耗，功率控制器30還通過實(shí) 時(shí)信號(hào)來控制PMU40，向PMU 40指示系統(tǒng)的功率要求。優(yōu)選地，在將 振蕩器包括在從低功率模式喚醒的系統(tǒng)中之前，振蕩器喚醒計(jì)時(shí)器410允 許經(jīng)過一段典型的可配置的時(shí)間段。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供的圖1A-1B的系統(tǒng)的喚醒順序 的時(shí)序圖。圖1A和1B的系統(tǒng)針對(duì)諸如數(shù)字無繩電話的特定的無線實(shí)時(shí)業(yè) 務(wù)而設(shè)計(jì)，該業(yè)務(wù)在本文中還被稱為"主業(yè)務(wù)"。同樣地，這種業(yè)務(wù)時(shí)序 (取決于業(yè)務(wù)量)與CPU實(shí)時(shí)SW要求異步。
當(dāng)圖1A-1B的系統(tǒng)為活動(dòng)的時(shí)，假定其慢速時(shí)鐘基準(zhǔn)90是活動(dòng)的， 即使當(dāng)主要的快速基準(zhǔn)時(shí)鐘60被關(guān)斷時(shí)也是如此。慢速時(shí)鐘被用來計(jì)算 快速振蕩器70的穩(wěn)定時(shí)間，以及使信號(hào)XTALOK有效為高，如圖4中所 示。 一旦XTALOK為高，則通過驅(qū)動(dòng)PLLEnB為低來激活PLL 55,并且 直到PLL鎖定延遲之后，系統(tǒng)時(shí)鐘才準(zhǔn)備好，如圖5中所示。
圖1A-1B的主PLL 55可操作地來提供用于數(shù)字內(nèi)核的快速時(shí)鐘/2 x 快速時(shí)鐘的系統(tǒng)時(shí)鐘，該數(shù)字內(nèi)核包括模塊20A、 20B和20C，以及CPU 子系統(tǒng)IO。即使當(dāng)主業(yè)務(wù)不為活動(dòng)的時(shí)，也可能使用快速時(shí)鐘/2x快速時(shí) 鐘的系統(tǒng)時(shí)鐘。由于這個(gè)》彖故，可能由駐留于CPU 10中的SW (通常借助 于模式寄存器430 )所控制的功率控制和PLL控制允許這些時(shí)鐘被激活， 以及PMU40處于高功率模式，即使當(dāng)主業(yè)務(wù)不為活動(dòng)的時(shí)也是如此。
現(xiàn)在詳細(xì)地描述圖4的中斷間隔計(jì)時(shí)器420的優(yōu)選實(shí)施方式。當(dāng)系統(tǒng) 被號(hào)召?gòu)牡凸β誓Ｊ絾拘褧r(shí)，存在延遲損失(關(guān)于振蕩器和PLL穩(wěn)定性) 和功率損失(系統(tǒng)在穩(wěn)定時(shí)間段內(nèi)所消耗的功率)。中斷間隔計(jì)時(shí)器420
避免系統(tǒng)進(jìn)入低功率達(dá)某個(gè)時(shí)間間隔("中斷間隔，，)，由此在這段時(shí)間內(nèi) 允許系統(tǒng)快速響應(yīng)引入的中斷(或者其它高功率請(qǐng)求者事件)。這通常通 過防止圖1A-1B的快速基準(zhǔn)時(shí)鐘70和PLL 55(在本文還被稱為"時(shí)鐘樹，，) 在"中斷間隔"內(nèi)關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)，其中"中斷間隔"為可編程的持續(xù)時(shí)間， 其開始于系統(tǒng)進(jìn)入低功率消耗模式時(shí)。計(jì)時(shí)器420被用來允許系統(tǒng)快速地響應(yīng)在cpu被置入低功率模式不久之后出現(xiàn)的中斷。計(jì)時(shí)器420借助于模 式寄存器430通過在模式寄存器430中設(shè)置控制位以及將cpu 10置入低 功率工作模式，來由sw使能。如果在后續(xù)可編程數(shù)量的時(shí)鐘周期期間沒 有主張中斷請(qǐng)求，那么關(guān)斷系統(tǒng)時(shí)鐘。然而，如果在那段時(shí)間內(nèi)主張了中 斷，那么中斷間隔計(jì)時(shí)器40清零，并且系統(tǒng)立即恢復(fù)正常工作。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，選擇性地，如果期望提供具有三級(jí)或三級(jí)以上而不是兩 級(jí)的進(jìn)入休眠順序，那么可以提供一個(gè)以上的計(jì)時(shí)器。在舉例說明的實(shí)施 方式中，低等待時(shí)間的單元進(jìn)入休眠無需延遲，而高等待時(shí)間的單元進(jìn)入 休眠并具有一定的延遲("中斷間隔")。如果提供一個(gè)以上的計(jì)時(shí)器，那 么可能提供兩種程度的等待時(shí)間，在各自的增加長(zhǎng)度的延遲之后分別進(jìn)入 休眠。
不管是否為低功率模式，時(shí)鐘樹繼續(xù)停留在其中的"中斷間隔"持續(xù) 時(shí)間通常為可編程的，并且通常被選擇以適合時(shí)間長(zhǎng)度柱狀圖，該時(shí)間長(zhǎng) 度為在每個(gè)關(guān)斷事件和后續(xù)啟動(dòng)事件之間經(jīng)過的時(shí)間。
現(xiàn)在參考圖6，其舉例說明了通過按壓在鍵盤25上的按鍵以及于是將 系統(tǒng)恢復(fù)至低功率模式的喚醒系統(tǒng)時(shí)鐘的順序。圖6的時(shí)間線提供在晶體 振蕩器上電/斷電和調(diào)節(jié)器設(shè)置及工作模式控制之間的改進(jìn)的或最優(yōu)化的 同步。在所舉例說明的實(shí)施方式中，在不同的設(shè)備之間分割這些功能。
在圖12中舉例說明了下列階段i - vi:
i.按壓按鍵，并且設(shè)置中斷請(qǐng)求。
ii .設(shè)置xtalon為高，pwr—hilo通過hw變?yōu)楦吖β誓Ｊ?，?cpu io主張中斷。
ni.駐留于cpu io中的sw管理鍵盤請(qǐng)求，并且在完成之后將中斷請(qǐng) 求清零。
iv. sw關(guān)斷所有模塊的不被允許來喚醒系統(tǒng)的"非關(guān)鍵"時(shí)鐘和終止 進(jìn)程。
v. sw進(jìn)入低功率模式，并且等待中斷請(qǐng)求。VI.N個(gè)循環(huán)之后，如果沒有主張中斷請(qǐng)求，那么XTALON變低，并 且將時(shí)鐘關(guān)斷；以及PWR—HILO變低并將PMU 40置入低功率模式。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的特定特征為PWR一HILO和XTALON信號(hào)按照 喚醒順序變?yōu)橛行У?。緊密耦合的能量管理允許由于功率管理模式的變化 的零開銷。當(dāng)系統(tǒng)喚醒時(shí)，以及當(dāng)晶體振蕩器穩(wěn)定時(shí)，這樣使得系統(tǒng)將調(diào) 節(jié)器工作模式從低功率線性模式改變?yōu)楦吖β蔇CDC轉(zhuǎn)換模式。
CMU 50可以支"t爭(zhēng)用于圖7所示的CPU子系統(tǒng)10的一些或全部的6 個(gè)不同的時(shí)鐘工作模式。在每種模式中，示出用于CPUIO、 CPU總線15 和才莫塊20E的時(shí)鐘源。
在復(fù)位之后，系統(tǒng)被設(shè)置為非常緩慢工作模式或DOZE模式。 一旦完 成啟動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)進(jìn)入其他模式中之一。作為例子，當(dāng) 系統(tǒng)將連接無線業(yè)務(wù)時(shí)，其激活主業(yè)務(wù)模塊20E,并且進(jìn)入慢速模式。一 旦業(yè)務(wù)已被獲得并且不再需要進(jìn)一步處理時(shí)，系統(tǒng)可能進(jìn)入DOZE或停止 狀態(tài)。當(dāng)業(yè)務(wù)為活動(dòng)的時(shí)，根據(jù)所需要的CPU處理功率的數(shù)量，系統(tǒng)可能 處于慢速模式或快速模式當(dāng)需要高的處理功率時(shí)(例如在語(yǔ)音處理應(yīng)用 中)，系統(tǒng)可處于快速模式中。當(dāng)?shù)偷奶幚砉β首銐驎r(shí)(例如，用于顯示 更新或響應(yīng)于按鍵按壓)，系統(tǒng)通常處于慢速模式中。當(dāng)不需要CPU處理 但假定主業(yè)務(wù)模塊為活動(dòng)的時(shí)(如在沒有SW要求的鏈接活動(dòng)的情況中)， 不需要CPU 10,且系統(tǒng)可以處于CPU-Doze模式中。
此外，系統(tǒng)時(shí)鐘的3個(gè)傳統(tǒng)工作模式在現(xiàn)有技術(shù)圖8中示出。關(guān)閉、 空閑和活動(dòng)是主業(yè)務(wù)^f莫塊20E的隨業(yè)務(wù)變化的不同狀態(tài)。例如，當(dāng)無繩電 話為不活動(dòng)的時(shí)，于是主業(yè)務(wù)模塊20E不需要為活動(dòng)的。當(dāng)電話處于"待 機(jī)"中時(shí)，即沒有呼叫是活動(dòng)的，模塊20E處于空閑狀態(tài)。當(dāng)呼叫是活動(dòng) 的時(shí)，模塊20E可處于其活動(dòng)狀態(tài)中。
現(xiàn)在參考圖9,其舉例說明了時(shí)鐘控制狀態(tài)機(jī)400的優(yōu)選實(shí)施方式。 狀態(tài)機(jī)400通常管理時(shí)鐘源60、時(shí)鐘多路復(fù)用器440-470以及XTALON 信號(hào)。正常工作模式為"正常"狀態(tài)500，并且當(dāng)需要配置變化時(shí)，狀態(tài) 機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的配置改變狀態(tài)(圖9所示的下列狀態(tài)中之一設(shè)置Doze狀 態(tài)510,設(shè)置非常緩慢狀態(tài)520,設(shè)置慢速狀態(tài)530,設(shè)置快速狀態(tài)540，以及設(shè)置Doze狀態(tài)550 )。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入低功率時(shí)，狀態(tài)機(jī)400首先進(jìn)入中 斷間隔狀態(tài)560,在中斷間隔狀態(tài)560期間圖1A-1B的PLL 55和時(shí)鐘振蕩 器70都處于活動(dòng)中。如果在"中斷間隔"延遲時(shí)間期間沒有請(qǐng)求中斷， 那么系統(tǒng)關(guān)斷時(shí)鐘振蕩器70,并且將根據(jù)慢速時(shí)鐘源90進(jìn)行工作。狀態(tài) 機(jī)400將停留在"等待喚醒"狀態(tài)570。通常，從低功率中喚醒的順序在 幾個(gè)階段受到影響。第一階段激活振蕩器70，并且等待其穩(wěn)定(等待振蕩 器穩(wěn)定狀態(tài)580 )。 一旦振蕩器穩(wěn)定，系統(tǒng)等待PLL 55鎖定(等待PLL鎖 定狀態(tài)590)。 一旦所有時(shí)鐘都為活動(dòng)的，系統(tǒng)回復(fù)到其在進(jìn)入低功率模式 之前所處的相同工作模式。
現(xiàn)在描述優(yōu)選的硬件喚醒控制，當(dāng)圖1A-1B的系統(tǒng)被用作主處理器時(shí) 用于手持應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，當(dāng)CPU IO被置為低功率工作模式時(shí)，用 戶可按壓鍵盤25上的按鍵，這激活CPU 10以響應(yīng)按鍵按壓。在圖6中， 舉例說明了激活CPU時(shí)鐘和喚醒CPU 10的優(yōu)選機(jī)制。當(dāng)CPU 10被設(shè)置 為低功率模式時(shí)，其使能所有需要的硬件資源，例如圖1A的中斷控制器 110和鍵盤控制器20A。當(dāng)CPU處于低功率模式時(shí)，鍵盤控制器20A利用 慢速基準(zhǔn)時(shí)鐘源90保持為活動(dòng)的。來自鍵盤控制器20A的中斷請(qǐng)求被用 來再次激活CPU時(shí)鐘。因此，驅(qū)使XTALON和PWR—HILO為高(有效 的)，啟用CPU和BUS時(shí)鐘，PMU40進(jìn)入高功率模式。當(dāng)主CPU10為 活動(dòng)的時(shí)，通過中斷控制器IIO發(fā)送中斷信號(hào)至CPU IO以指示事件。一 旦設(shè)置XTALON為活動(dòng)的，則只有CPU 10能夠清除中斷，由此避免潛在 的竟?fàn)幥闆r。
例如，用于圖1A的RTC模塊20B的喚醒控制可能如下RTC為活動(dòng) 的，繼續(xù)進(jìn)行其計(jì)數(shù)操作，即使當(dāng)關(guān)斷CPU 1的時(shí)鐘時(shí)也是如此。如果達(dá) 到RTC報(bào)警時(shí)間，那么這個(gè)事件驅(qū)使XTALON為活動(dòng)的以允許CPU 10
管理這個(gè)報(bào)警事件。
例如，用于圖1A的看門狗模塊20C的喚醒控制可能如下看門狗為 活動(dòng)的，繼續(xù)進(jìn)行其根據(jù)慢速基準(zhǔn)時(shí)鐘的計(jì)數(shù)操作，即使當(dāng)關(guān)斷CPU1的 時(shí)鐘時(shí)也是如此。如果達(dá)到看門狗超時(shí)，那么將中斷請(qǐng)求發(fā)送至功率控制 器30和中斷控制器110。這個(gè)事件驅(qū)使XTALON為有效的以允許CPU 10管理這個(gè)看門狗事件。
現(xiàn)在參考圖1B，可選擇地，時(shí)鐘可能由主機(jī)處理器來激活。當(dāng)主機(jī)處
理器被用作主設(shè)備時(shí)，它一般通過如圖1B所示的主機(jī)接口模塊20D來與 圖1A或1B的系統(tǒng)接口連接。為了允許數(shù)據(jù)傳送，時(shí)鐘可能有時(shí)需要為活 動(dòng)的，而不考慮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)活動(dòng)時(shí)間安排。在這種情況下，主機(jī)接口模塊 20D使時(shí)鐘請(qǐng)求(在圖1B中的請(qǐng)求7)信號(hào)有效以激活系統(tǒng)時(shí)鐘，從而允 許主機(jī)接口模塊20D將數(shù)據(jù)在CPU模塊10與主機(jī)接口模塊自身之間傳遞。 當(dāng)時(shí)鐘為活動(dòng)的時(shí)，功率控制器30向主機(jī)接口模塊20D指示時(shí)鐘已經(jīng)準(zhǔn) 備好(在圖1B中的就緒信號(hào))。CMU50使用與所選主機(jī)接口模塊相匹配 的特定的時(shí)鐘請(qǐng)求信號(hào)(請(qǐng)求7)。當(dāng)沒有使用主機(jī)處理器時(shí)，這個(gè)功能被 禁止。當(dāng)主機(jī)處理器激活系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，其不會(huì)影響CPU的狀態(tài)，這樣，如 果沒有其它的事件要求時(shí)鐘為活動(dòng)的，那么主機(jī)可開啟和關(guān)斷時(shí)鐘。
可選擇地，系統(tǒng)時(shí)鐘還可由圖1B的系統(tǒng)HW模塊20E來激活。系統(tǒng) 模塊20E具有調(diào)度(scheduling)計(jì)時(shí)器，在本文中還被稱為"HW待機(jī)計(jì) 時(shí)器"，其被用于根據(jù)主業(yè)務(wù)的預(yù)先編制的特定應(yīng)用業(yè)務(wù)時(shí)間來安排CPU 總線時(shí)鐘的激活的時(shí)間，在本文所特別表示且描述的實(shí)施方式中，主業(yè)務(wù) 包括數(shù)字無繩鏈接。當(dāng)設(shè)置這個(gè)計(jì)時(shí)器事件時(shí)，其激活CPU總線15的時(shí) 鐘和CPU1的時(shí)鐘。 一旦設(shè)置這個(gè)事件，只有SW能夠?qū)⑵淝宄?，例如?過寫入HW—standby—Time—Control—Reg 750 (圖12 )。因此， 一旦才莫塊20E 需要CPU響應(yīng)，模塊20E就向CPU 10發(fā)出中斷請(qǐng)求，這使系統(tǒng)退出低功 率模式。參照?qǐng)D12和13A-13B,在下面詳細(xì)描述了系統(tǒng)硬件模塊20E及 其待機(jī)計(jì)時(shí)器的優(yōu)選實(shí)施方式。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，調(diào)試支持管腳(debugging support pin), 在本文中也被稱為"DBGEN管腳"115,可被提供在如所示的圖IA-IB的 系統(tǒng)中。因?yàn)閳D1A-1B的主CPU內(nèi)核IO通常要求CPU時(shí)鐘為活動(dòng)的以 便調(diào)試邏輯起作用(利用諸如JTAG協(xié)議的串行接口 )，所以提供管腳。當(dāng) 驅(qū)使該管腳為低時(shí)，就確保了主CPU時(shí)鐘為活動(dòng)的，而不論系統(tǒng)處于何種 工作模式中。然而，為了允許實(shí)際順序的調(diào)試，所述調(diào)試在不使用調(diào)試邏 輯時(shí)可能發(fā)生，管腳115通常只激活時(shí)鐘樹，而不會(huì)影響CMU50中的任何低功率控制信號(hào)。
優(yōu)選地，在本文中被稱為"PWR—HILO管腳"的管腳，被用于允許功 率控制器30向PMU 40提供電源管理實(shí)時(shí)控制信號(hào)，如圖1A-1B,圖2 和圖4所示。PWR—HILO管腳被用于定義外部電源管理，其為根據(jù)下面描 述的所需的工作模式。信號(hào)由硬件和軟件來控制，如圖IO的PWR一HILO 管腳真值表所示。例如，根據(jù)圖7的表中的最后一列，可定義PWR—HILO 管腳工作模式。
圖1A-1B的系統(tǒng)具有基于兩個(gè)初始時(shí)鐘源的時(shí)鐘域，快速基準(zhǔn)時(shí)鐘和 慢速基準(zhǔn)時(shí)鐘。慢速時(shí)鐘通常包括一直處于活動(dòng)中的低頻基準(zhǔn)時(shí)鐘(例如 32KHz )。它被用于驅(qū)動(dòng)圖3的CPU和CPU總線時(shí)鐘300A-300D、圖1A 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘20B,圖IB中的系統(tǒng)部件模塊20E,調(diào)度計(jì)時(shí)器780，以及 WATCHDOG計(jì)時(shí)器20C。即使當(dāng)圖1A-1B的HW設(shè)備120中的所有其它 時(shí)鐘都被關(guān)斷時(shí)，慢速時(shí)鐘也為活動(dòng)的。當(dāng)主CPU IO處于低功率模式中 時(shí)，慢速時(shí)鐘還被用于激活在圖1A中的鍵盤控制器模塊20A,以允許模 塊20A感應(yīng)鍵盤的按鍵按壓。
快速時(shí)鐘是系統(tǒng)的主時(shí)鐘，在正常工作期間，其被快速硬件部件IIO、 50、 20D和20E以及CPU子系統(tǒng)10所使用。優(yōu)選地，關(guān)斷快速時(shí)鐘以減 少當(dāng)其不被需要時(shí)的功率消耗。
圖11的系統(tǒng)快速時(shí)鐘開啟/斷開順序適用于具有低功率狀態(tài)的主CPU 子系統(tǒng)，其特征在于
(a) 暫停主CPU，在主CPU處選通切斷快速時(shí)鐘。當(dāng)主CPU處于 這個(gè)低功率狀態(tài)中時(shí)，快速時(shí)鐘能夠?yàn)榛顒?dòng)的。
(b) 主CPU借助于一些指令的執(zhí)行來進(jìn)入這個(gè)低功率狀態(tài)。當(dāng)暫停 內(nèi)部CPU時(shí)鐘樹時(shí)，這種低功率指令的執(zhí)行保持系統(tǒng)時(shí)鐘為活動(dòng)的。
(c) 通過使到達(dá)INT (中斷請(qǐng)求線)的至少一個(gè)控制信號(hào)有效，能夠 在已知程序計(jì)數(shù)器位置將主CPU轉(zhuǎn)變?yōu)锳CTIVE狀態(tài)。當(dāng)主CPU執(zhí)行指 令時(shí)，其被認(rèn)為是"活動(dòng)的"。
現(xiàn)在參見圖ll，其描述了用于圖1A-1B的主CPU10的快速時(shí)鐘CPU
191 CLK的優(yōu)選開啟/關(guān)斷順序。PLL_Lock是由PLL 55提供的其鎖定情況的 指示，其被狀態(tài)機(jī)400使用。CPU的活動(dòng)圖表舉例說明了根據(jù)CPU時(shí)鐘 的CPU的活動(dòng)的時(shí)間段。Fast—Clock—Off請(qǐng)求可包括由CPU IO提供給功 率控制器30通常被功率控制器狀態(tài)機(jī)400所使用的模式信號(hào)。這個(gè)信號(hào) 上的高電平指示CPU 10處于"等待中斷"的狀態(tài)。這個(gè)信號(hào)上的低電平 指示CPU IO正在運(yùn)行。
圖12是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式而構(gòu)造且操作的圖IB的系統(tǒng)部件模 塊20E的簡(jiǎn)化框圖說明。圖13A-13B,合并在一起構(gòu)成表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu) 選實(shí)施方式的圖12的系統(tǒng)部件模塊20E的時(shí)鐘激活的圖示。在圖13B中 的參考數(shù)字800標(biāo)記了 CPU IO將HW待機(jī)計(jì)時(shí)器休眠期計(jì)數(shù)加載至圖12 的功率業(yè)務(wù)計(jì)時(shí)器780的時(shí)間點(diǎn)。
如圖12和圖13A所示，Inti—standby信號(hào)從HW—standby—Time寄存器 750傳遞到HW—standby—Timer控制器770以啟動(dòng)待機(jī)時(shí)間計(jì)數(shù)。從計(jì)時(shí)器 控制器760傳遞到寄存器750的Init信號(hào)請(qǐng)求啟動(dòng)待機(jī)時(shí)間，從而向 HW—standby—Time寄存器750發(fā)信號(hào)待機(jī)時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)程已經(jīng)開始。由單 元770提供到單元760的初始化反饋(Init Feedback)信號(hào)確保了初始化 (Init)請(qǐng)求與慢速時(shí)鐘域的適當(dāng)同步。加栽(Load)信號(hào)將待機(jī)時(shí)間計(jì)數(shù) 載入待機(jī)計(jì)時(shí)器780。計(jì)數(shù)(Count)信號(hào)使得待機(jī)計(jì)時(shí)器780計(jì)數(shù)，在待 機(jī)時(shí)間計(jì)數(shù)被載入HW—standby—Timer 780之后立即開始。
如圖12和圖13B所示，HW—Standby_Time—Done信號(hào)為來自待機(jī)計(jì) 時(shí)器780的輸出，其指示待機(jī)時(shí)間何時(shí)過去。Requset—Fast—Clock信號(hào)從 HW—standby—Timer 控制器 770 傳遞到中斷控制器 110 。 Fast—clock—turn—on—sequence信號(hào)是模塊20E的快速時(shí)鐘。Fast—Clock—Off 信號(hào)是從CPU 10傳遞到功率控制器30的狀態(tài)機(jī)400中的CPU模式信號(hào)。 Fast—clock—turn一off順序是舉例說明狀態(tài)機(jī)400從其正常狀態(tài)500進(jìn)入到其 等待喚醒狀態(tài)570的時(shí)間線，對(duì)應(yīng)于中斷間隔計(jì)時(shí)器420的計(jì)數(shù)時(shí)間段。 Fast—Clock—OK是由PLL 55向功率控制器狀態(tài)機(jī)400提供的PLL LOCK。 Block—clock信號(hào)是來自CMU 50的部件快速時(shí)鐘。Count信號(hào)是來自 HW—standby—Timer控制器770的待機(jī)計(jì)時(shí)器780的計(jì)數(shù)使能信號(hào)。喚醒時(shí)間段通常需要激活基準(zhǔn)時(shí)鐘源70和再次激活PLL 55。因此，一旦待機(jī)時(shí)間1#在時(shí)間段1#寄存器710中被編程，HW—standby—Timer可能被自動(dòng)地再次從時(shí)間段2#寄存器720中載入表示喚醒時(shí)間段持續(xù)時(shí)間的補(bǔ)償值，以便計(jì)時(shí)主業(yè)務(wù)模塊20E的激活，從而一旦快速時(shí)鐘就緒其就啟動(dòng)其操作。這種機(jī)制允許根據(jù)時(shí)間段#1寄存器710對(duì)時(shí)鐘的再次激活的計(jì)時(shí)繼續(xù)進(jìn)行和在待機(jī)時(shí)間丁=時(shí)間段丁1+時(shí)間段丁2時(shí)主業(yè)務(wù)才莫塊20E的實(shí)際激活。
HW_standby—Timer圖是HW—standby—timer 780的時(shí)間線。如所示，在第 一 時(shí)間段I和第四時(shí)間段IV期間，在本文中還被稱為"Power—Service+=l"時(shí)間段，計(jì)時(shí)器在每次時(shí)鐘周期遞增。在第二"power一servicehold"時(shí)間段II期間，計(jì)時(shí)器的值沒有變化。在第三"power一servicecomp"時(shí)間段III內(nèi)，計(jì)時(shí)器的值是上面所描述的喚醒補(bǔ)償值。參考數(shù)字810標(biāo)記HW再次向HW_standby—timer 780加載如存儲(chǔ)在時(shí)間段2#寄存器720中的喚醒持續(xù)時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)。
可選4奪地，添加諸如Period—#3—register730的附加時(shí)間寄存器以允許圖1A-1B的系統(tǒng)的逐漸激活，以便產(chǎn)生多個(gè)喚醒事件。這可以完成，以便模塊20E在待機(jī)持續(xù)時(shí)間之后啟動(dòng)其活動(dòng)，待機(jī)持續(xù)時(shí)間包括在可編程的彼此延遲處的多個(gè)遞增的喚醒階段，其中所有持續(xù)時(shí)間寄存器(例如710、720、 730)的總和等于主業(yè)務(wù)模塊20E的待機(jī)持續(xù)時(shí)間。
在單獨(dú)的實(shí)施方式的背景下描述的本發(fā)明特征還可在單個(gè)實(shí)施方式中被共同提供。相反地，為了簡(jiǎn)潔在單個(gè)實(shí)施方式的背景下描述的本發(fā)明特征可分別地或以任意適合的子組合而祐L提供。
2權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其用于激活和去激活硬件設(shè)備，并且所述系統(tǒng)包括第一級(jí)電子去激活單元，其可操作地響應(yīng)于去激活請(qǐng)求而執(zhí)行第一去激活操作，所述第一去激活操作包括去激活在第一時(shí)刻t1處具有低喚醒等待時(shí)間的所述硬件設(shè)備的第一部分；以及第二級(jí)電子去激活單元，其包括在所述去激活請(qǐng)求之后被激活以計(jì)時(shí)中斷間隔t2-t1的中斷間隔計(jì)時(shí)器，所述第二級(jí)電子去激活單元可操作地去激活在隨后的第二時(shí)刻處具有高喚醒等待時(shí)間的所述硬件設(shè)備的第二部分，所述隨后的第二時(shí)刻與所述第一時(shí)刻t1分隔所述中斷間隔t2-t1，其中，所述第一級(jí)電子去激活單元可操作地響應(yīng)于喚醒事件而再次激活所述硬件設(shè)備的所述第一部分，以及其中所述第二級(jí)電子去激活單元可操作地響應(yīng)于所述喚醒事件而去激活所述中斷間隔計(jì)時(shí)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述硬件設(shè)備具有至少一個(gè)電源，以及其中所述系統(tǒng)還包括調(diào)節(jié)所述電源的硬件PMU(電源管理單元)。
3. —種方法，其用于激活和去激活硬件設(shè)備，所述方法包括響應(yīng)于去激活請(qǐng)求，執(zhí)行第一去激活操作，所述第一去激活操作包括去激活在第一時(shí)刻tl處具有低喚醒等待時(shí)間的所述硬件設(shè)備的第一部分；在所述去激活請(qǐng)求之后激活中斷間隔計(jì)時(shí)器從而計(jì)時(shí)中斷間隔t2-tl ，并且去激活在隨后的第二時(shí)刻t2處具有高喚醒等待時(shí)間的所述硬件設(shè)備的第二部分，所述隨后的第二時(shí)刻t2與所述第一時(shí)刻tl分隔所述中斷間隔t2-tl;以及響應(yīng)于喚醒事件，再次激活所述硬件設(shè)備的所述第一部分，以及去激活所述中斷間隔計(jì)時(shí)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硬件設(shè)備的所述第二部分包括至少一個(gè)時(shí)鐘源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硬件設(shè)備包括含有時(shí)鐘源和PMU (電源管理單元)的硬件組件，并且其中所述方法包括提供硬件電源管理器，所述硬件電源管理器可操作地接收所述中斷間隔的指示、接收所述硬件設(shè)備的所述硬件組件中至少 一些的工作狀態(tài)的指示，以及相應(yīng)地以硬件方式確定所述硬件設(shè)備的時(shí)鐘源和PMU中至少一個(gè)的激活/去激活。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述中斷間隔是可編程的。
7. —種電源管理系統(tǒng)，其管理到硬件設(shè)備的電力供給，所述電源管理系統(tǒng)包括至少一個(gè)電源；至少 一個(gè)電源調(diào)節(jié)器，其可操作地根據(jù)多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中的可選擇的一個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置來控制從所述電源到所述硬件設(shè)備的所述電力供給；以及硬件設(shè)置選擇器，其可操作地選擇所述多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中之一。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述硬件設(shè)置選擇器包括多個(gè)設(shè)置存儲(chǔ)單元，每個(gè)設(shè)置存儲(chǔ)單元都存儲(chǔ)所述多個(gè)設(shè)置中單獨(dú)一個(gè)的參數(shù)；以及硬件選擇器，其可操作地選擇所述多個(gè)設(shè)置存儲(chǔ)單元中之一。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中的每一個(gè)都包括下述參數(shù)中的至少一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出電壓電平；調(diào)節(jié)器的工作模式開/關(guān)；調(diào)節(jié)器的功率消耗的水平；以及調(diào)節(jié)器的輸出功率的水平。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括管理到所述硬件設(shè)備的電力供給的電源管理系統(tǒng)，所述電源管理系統(tǒng)包括至少一個(gè)電源；至少一個(gè)電源調(diào)節(jié)器，其可操作地根據(jù)多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中的可選擇的一個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置來控制從設(shè)備電源到所述硬件設(shè)備的所述電力供給；以及 硬件設(shè)置選擇器，其可操作地選擇所述多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中之一。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述硬件設(shè)備包括含有時(shí)鐘源 和PMU (電源管理單元)的硬件組件，并且其中所述系統(tǒng)還包括硬件電源 管理器，所述硬件電源管理器可操作地接收所述中斷間隔的指示、接收所 述硬件設(shè)備的所述硬件組件中至少一些的工作狀態(tài)的指示，以及相應(yīng)地以 硬件方式確定所述硬件設(shè)備的時(shí)鐘源和PMU中至少一個(gè)的激活/去激活。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述硬件電源管理器根據(jù)所述 多個(gè)硬件組件的狀態(tài)來提供所述時(shí)鐘源的實(shí)時(shí)控制，以便當(dāng)且僅當(dāng)所有所 述硬件組件的所有工作狀態(tài)允許所述時(shí)鐘關(guān)斷時(shí)，所述時(shí)鐘源才關(guān)斷。
13. 4艮據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)的至少一部分和所 述硬件設(shè)備的至少 一部分駐留在單個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述硬件電源管理器包括請(qǐng)求 監(jiān)測(cè)硬件，所述請(qǐng)求監(jiān)測(cè)硬件可操作地監(jiān)測(cè)由多個(gè)源中任何一個(gè)針對(duì)所述 硬件設(shè)備中CPU的請(qǐng)求。
15. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述硬件設(shè)備的所述第二部分 包括所述硬件設(shè)備中的所有非備用時(shí)鐘源。
16. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硬件設(shè)備包括含有至少一 個(gè)半導(dǎo)體的半導(dǎo)體設(shè)備。
17. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硬件設(shè)備的所述第一部分 消耗由所述硬件設(shè)備整體上所消耗功率中的大部分。
18. —種電源管理方法，其管理到硬件設(shè)備的電力供給，所述電源管 理方法包括根據(jù)多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中的可選擇的 一個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置，來控制從電源到 所述硬件設(shè)備的所述電力供給；以及以硬件方式選擇所述多個(gè)調(diào)節(jié)器設(shè)置中之一。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括以硬件方式監(jiān)測(cè)由多個(gè)請(qǐng)求源中任何一個(gè)針對(duì)所述硬件設(shè)備中CPU的請(qǐng)求。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多個(gè)請(qǐng)求源包括至少一 個(gè)外部主一幾處理器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中至少一些硬件組件的工作狀態(tài) 的所述指示包括在所述硬件設(shè)備的所述硬件組件的可編程子集中的每個(gè) 硬件組件的所述工作狀態(tài)的指示。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括駐留在所述硬件設(shè)備中的CPU 中的功能，所述功能可操作地可選擇地禁止所述中斷間隔計(jì)時(shí)器的激活。
23. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述功能可操作地可選#^也禁 止所述硬件設(shè)備的選通切斷時(shí)鐘的能力，由此在任何可選擇的時(shí)刻提供所 述硬件設(shè)備的時(shí)鐘源和PMU的活動(dòng)性。
24. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述硬件電源管理器可操作地 可選擇地禁止所述硬件設(shè)備。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括以硬件方式監(jiān)測(cè)由多個(gè)源 中任何一個(gè)針對(duì)所述硬件設(shè)備中多個(gè)硬件組件的可編程子集的請(qǐng)求。
26. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中至少一些硬件組件的工作狀態(tài) 的所述指示包括所述硬件設(shè)備中硬件組件的固定子集中 一組多于一個(gè)的 硬件組件的所述工作狀態(tài)的指示，所述硬件設(shè)備包括多于一個(gè)的硬件組件。
全文摘要
一種系統(tǒng)，其用于激活和去激活硬件設(shè)備，并且系統(tǒng)包括第一級(jí)電子去激活單元，其可操作地響應(yīng)于去激活請(qǐng)求而執(zhí)行第一去激活操作，第一去激活操作包括去激活在第一時(shí)刻t1處具有低喚醒等待時(shí)間的硬件設(shè)備的第一部分；以及第二級(jí)電子去激活單元，其包括在去激活請(qǐng)求之后被激活以計(jì)時(shí)中斷間隔t2-t1的中斷間隔計(jì)時(shí)器，第二級(jí)電子去激活單元可操作地去激活在隨后的第二時(shí)刻處具有高喚醒等待時(shí)間的硬件設(shè)備的第二部分，隨后的第二時(shí)刻與第一時(shí)刻t1分隔中斷間隔t2-t1。還包括相應(yīng)的一種電源管理系統(tǒng)，其管理到硬件設(shè)備的電力供給。
文檔編號(hào)G06F1/32GK101689072SQ200880010664
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者尤瓦爾·伊特金 申請(qǐng)人:D.S.P.集團(tuán)有限公司