專(zhuān)利名稱：Td－scdma手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種TD-SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上尚無(wú)第三代TD-SCDMA商業(yè)化手機(jī)。最近出現(xiàn)一些半成品的樣機(jī)，基本都沒(méi)有電源管理功能，因此耗電非常巨大，比如，使用900mAH的電池，手機(jī)不到半個(gè)小時(shí)，電池就耗光電了。

發(fā)明內(nèi)容
由于TD-SCDMA是一項(xiàng)新興的第三代移動(dòng)通信技術(shù)，其電源管理及省電技術(shù)尚未成熟，本發(fā)明的是提供一種行之有效的方法用以解決TD-SCDMA移動(dòng)終端的耗電問(wèn)題，從而增加待機(jī)和通話時(shí)間。
為了降低耗電，系統(tǒng)對(duì)各個(gè)硬件組塊配有專(zhuān)門(mén)的電源管理和低耗電控制機(jī)制。此機(jī)制即在某些硬件組塊在某些時(shí)候不需使用時(shí)，立即關(guān)掉電源或使之進(jìn)入低電耗狀態(tài)，這些硬件組塊分別是射頻、顯示器、和弦芯片、圖像處理芯片、IrDA、通用串行總線(簡(jiǎn)稱USB)、通用異步收發(fā)機(jī)(簡(jiǎn)稱UART)等等。當(dāng)手機(jī)終端閑置時(shí)，大部分硬件組塊都可關(guān)掉，有些核心控制部分如基帶主控制器(簡(jiǎn)稱MCU)可進(jìn)入慢時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下的低耗能狀態(tài)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種TD-SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法，其特征在于電源管理模塊分布在頂層系統(tǒng)控制模塊以及各子系統(tǒng)模塊中，各個(gè)系統(tǒng)的具體電源管理和省電功能是由類(lèi)似的狀態(tài)機(jī)決定或控制的，該狀態(tài)機(jī)有睡眠、閑置和運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)狀態(tài)；其中，睡眠狀態(tài)表示所有硬件組塊的電源被切斷或置于低耗電狀態(tài)；閑置狀態(tài)表示部分硬件組塊的電源被切斷或置于低耗電狀態(tài)；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)表示所有硬件組塊全部供電；該頂層電源管理模塊具有一慢時(shí)鐘控制的，它只有在頂層系統(tǒng)睡眠狀態(tài)下有效，此時(shí)所有子系統(tǒng)也都處于睡眠狀態(tài)，慢時(shí)鐘用了一顆32K的晶振，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于睡眠時(shí)，系統(tǒng)快時(shí)鐘被關(guān)閉，從而MCU和基帶處理器(簡(jiǎn)稱DSP)的核心硬件也被關(guān)閉，其它硬件外設(shè)組塊也被關(guān)閉。
系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，必須滿足如下條件①子系統(tǒng)必須處于慢時(shí)鐘可啟動(dòng)的狀態(tài)；②32K的晶振必須校準(zhǔn)；③時(shí)間參考點(diǎn)必須建立，以確定下次醒來(lái)的時(shí)間；④協(xié)議棧必須完成所有的處理；⑤語(yǔ)音部分閑置；⑥高層應(yīng)用全部閑置；⑦檢查下一個(gè)時(shí)間中斷，確認(rèn)在睡眠期間無(wú)定時(shí)中斷發(fā)生。
當(dāng)進(jìn)行睡眠調(diào)度時(shí)，以下步驟需完成①檢查并確定文件系統(tǒng)的操作完成；②檢查并確定沒(méi)有慢時(shí)鐘的定時(shí)器在運(yùn)行；③檢查在SLEEP任務(wù)運(yùn)行前是否有定時(shí)器在啟動(dòng)或停止；④檢查并確定無(wú)高層任務(wù)在啟動(dòng)或運(yùn)行中；⑤檢查睡眠時(shí)間參考點(diǎn)；⑥安排在下一個(gè)周期性的硬件時(shí)鐘中斷時(shí)進(jìn)入睡眠；⑦把MCU和DSP內(nèi)核在下一個(gè)中斷來(lái)臨時(shí)置于睡眠。
所說(shuō)的32KHz晶振的要求是，頻率32.768kHz；頻率精度±100ppm；溫度穩(wěn)定性最大值0.052ppm/(℃2)；運(yùn)行溫度-20℃到+85℃。


圖1是本發(fā)明中電源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下圖。
圖2是本發(fā)明的電源管理核心狀態(tài)機(jī)。
圖3是本發(fā)明省電接收過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式在TD-SCDMA手機(jī)里頭，不同的硬件模塊負(fù)責(zé)完成不同的功能。如有的模塊用于發(fā)射及接收信號(hào)，有的處理人機(jī)互動(dòng)，有的處理輸入或輸出。所有的這些模塊都需耗電來(lái)完成其所承擔(dān)的功能任務(wù)。當(dāng)有些功能在某些時(shí)候不需要時(shí)，相應(yīng)的模塊必須盡早關(guān)掉或使之睡眠。在系統(tǒng)框架中，這些模塊包含DSP、射頻、模擬處理器、TD-SCDMA層一(L1)加速器和諸如USB、UART、和弦芯片、LCD、背光、鍵盤(pán)、照相控制IC、IrDA IC、藍(lán)牙IC等MCU外圍設(shè)備。
TD-SCDMA整機(jī)系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組成的，每個(gè)子系統(tǒng)都有其相應(yīng)的硬件組塊和軟件組塊。電源管理則分布在頂層系統(tǒng)控制模塊以及各子系統(tǒng)模塊中。每個(gè)電源管理模塊負(fù)責(zé)該系統(tǒng)的省電任務(wù)，也即它會(huì)將其負(fù)責(zé)的硬件組塊在不需要的情況下關(guān)掉供電或置于低耗電狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)的電源管理和省電結(jié)構(gòu)如圖1所示。
如圖2所示各個(gè)系統(tǒng)的具體電源管理和省電功能是由類(lèi)似的狀態(tài)機(jī)決定或控制的，該狀態(tài)機(jī)有三個(gè)狀態(tài)睡眠、閑置和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。其中*睡眠狀態(tài)所有硬件組塊的電源被切斷或置于低耗電狀態(tài)。
*閑置狀態(tài)部分硬件組塊的電源被切斷或置于低耗電狀態(tài)。
*運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)所有硬件組塊全部供電。
在沒(méi)有無(wú)線活動(dòng)、沒(méi)有聲音活動(dòng)以及沒(méi)有其它應(yīng)用運(yùn)行的情況下，慢時(shí)鐘是用于使核心控制器處于最低耗能狀態(tài)下的有效方法。慢時(shí)鐘是由頂層電源管理模塊控制的，它只有在頂層系統(tǒng)睡眠狀態(tài)下有效，此時(shí)所有子系統(tǒng)也都處于睡眠狀態(tài)，慢時(shí)鐘用了一顆32K的晶振。
當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于睡眠時(shí)，系統(tǒng)快時(shí)鐘則被關(guān)閉，從而MCU和基帶處理器(簡(jiǎn)稱DSP)的核心硬件也被關(guān)閉，其它硬件外設(shè)組塊也被關(guān)閉，這樣就達(dá)到了最大的省電效果。
為使系統(tǒng)在睡眠中醒來(lái)時(shí)，也即從慢時(shí)鐘狀態(tài)中醒來(lái)時(shí)能很快進(jìn)到正確的時(shí)序中正常運(yùn)行，系統(tǒng)必須在進(jìn)入睡眠之前，對(duì)醒來(lái)的“鬧鐘”進(jìn)行校核。這些校核的參數(shù)被用來(lái)控制系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。
省電模塊提供一種機(jī)制讓系統(tǒng)的其它部分要求和釋放某個(gè)硬件組塊的資源，如該組塊不再需要，則可被關(guān)掉供電或置于低耗電狀態(tài)。
本發(fā)明以無(wú)線通信子系統(tǒng)和頂層系統(tǒng)電源管理的設(shè)計(jì)為例子，來(lái)說(shuō)明它們自身如何動(dòng)作并且如何互動(dòng)來(lái)達(dá)到系統(tǒng)省電的目的，其它子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都與此類(lèi)似。
1、無(wú)線通信子系統(tǒng)的省電控制模塊以下硬件組塊受該模塊的控制①射頻(簡(jiǎn)稱RF)前端；②TD-SCDMA層一(L1)加速器；③語(yǔ)言編解碼器和上/下行數(shù)模轉(zhuǎn)換器(模擬處理器中的一部分)。
設(shè)計(jì)的原則是，如上述當(dāng)中的一組塊被要求，其余組塊也同樣被要求。因此，如要求RF前端，則意味著TD-SCDMA層一(L1)加速器以及語(yǔ)音編解碼器和上/下行編碼器也自動(dòng)被要求到，但是釋放可分別或整體釋放。
以下函數(shù)是用來(lái)要求硬件組塊的PwrSaveRequestDevice(DEVICE)當(dāng)一硬件組塊不再需要時(shí)，該組塊可用以下函數(shù)釋放PwrSaveReleaseDevice(DEVICE，This only)當(dāng)一硬件組塊不再被任何應(yīng)用使用時(shí)，該組塊可被閑置起來(lái)，也即關(guān)掉供電或置于低電耗狀態(tài)PwrSaveDeactivateDevice(DEVICE)從表1中數(shù)據(jù)可看出不同組塊上電和下電所需的時(shí)間不同，故在對(duì)其控制時(shí)要謹(jǐn)慎考慮到延遲，這樣才能保證系統(tǒng)正常工作


表1硬件組塊的上/下電時(shí)間如圖3所示，是無(wú)線通信子系統(tǒng)接收呼叫信息的上電和下電的時(shí)序，其間隔大約2～3秒取決于基站的設(shè)定要求。
2、頂層模塊的省電操作每個(gè)電源管理及省電的子模塊在操作系統(tǒng)中都由單個(gè)或多個(gè)任務(wù)組成，子模塊與頂層模塊的互動(dòng)都是自動(dòng)完成的，它們的互動(dòng)不需要進(jìn)行信息或信號(hào)的傳遞。
當(dāng)輪到系統(tǒng)中的睡眠任務(wù)運(yùn)行時(shí)，也即無(wú)任何任務(wù)要運(yùn)行，MCU的核會(huì)被閑置，直至下一個(gè)中斷的到來(lái)，慢時(shí)鐘功能使得我們的這種設(shè)計(jì)變成可能并且簡(jiǎn)單好用。
3、慢時(shí)鐘慢時(shí)鐘模塊負(fù)責(zé)維護(hù)在沒(méi)有任務(wù)運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)信息，可使系統(tǒng)以最省電的方式待命。
3.1設(shè)計(jì)為使系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，如下任務(wù)及條件必須完成和滿足①TD-SCDMA層一，即L1必須處于慢時(shí)鐘可啟動(dòng)的狀態(tài)；②32K的晶振必須校準(zhǔn)。
③時(shí)間參考點(diǎn)必須建立，以確定下次醒來(lái)的時(shí)間；④協(xié)議棧必須完成所有的處理；⑤語(yǔ)音部分閑置；⑥高層應(yīng)用全部閑置；⑦檢查下一個(gè)時(shí)間中斷，確認(rèn)在睡眠期間無(wú)定時(shí)中斷發(fā)生。
為了輔助慢時(shí)鐘功能，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)進(jìn)程定時(shí)器。此進(jìn)程定時(shí)器使所有的定時(shí)器與無(wú)線動(dòng)作的時(shí)序相對(duì)應(yīng)，從而使睡眠時(shí)間最長(zhǎng)，這樣使系統(tǒng)避免了系統(tǒng)在睡眠中因其它過(guò)早的定時(shí)中斷而產(chǎn)生頻繁醒來(lái)。
3.2.1啟動(dòng)慢時(shí)鐘功能在即將進(jìn)入睡眠之前被啟動(dòng)，而從睡眠中醒來(lái)時(shí)被掛起，這樣就使慢時(shí)鐘避免在不合適的狀態(tài)被誤用。
PwrSaveEnableSlowClocking(Boolean enable)以上函數(shù)被用來(lái)完成慢時(shí)鐘的啟動(dòng)和掛起動(dòng)作。
3.2.2慢時(shí)鐘定時(shí)器多個(gè)定時(shí)器被設(shè)計(jì)用來(lái)防止慢時(shí)鐘被誤用，表2所示為各種不同定時(shí)器以及它們的作用。

3.2.3 Not32KsleepReq這是一個(gè)信號(hào)，它被設(shè)計(jì)來(lái)讓高層的任務(wù)使用，用來(lái)告訴慢時(shí)鐘模塊高層任務(wù)在忙，不宜進(jìn)入睡眠。
當(dāng)慢時(shí)鐘功能被掛起時(shí)，它將一直處于被掛起狀態(tài)，直至高層任務(wù)發(fā)來(lái)重啟信號(hào)。
下面的模塊可使用此信號(hào)·用戶交互模塊(簡(jiǎn)稱UIM)驅(qū)動(dòng)器·分組交換數(shù)據(jù)的加密處理3.2.4 時(shí)間校準(zhǔn)當(dāng)被啟動(dòng)時(shí)，慢時(shí)鐘子系統(tǒng)必須首先在進(jìn)入睡眠之前校準(zhǔn)。校準(zhǔn)是基于比較32KHz的晶振的頻速與TD-SCDMA的無(wú)線動(dòng)作時(shí)間，校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)則被用來(lái)計(jì)算睡眠周期長(zhǎng)度。
校準(zhǔn)在跨越一定的時(shí)間長(zhǎng)度上進(jìn)行以達(dá)到所需的精度，校準(zhǔn)中還考慮和測(cè)量溫度值，并將其用來(lái)補(bǔ)償32K晶振。
3.2.5 時(shí)間參考點(diǎn)為了確定系統(tǒng)醒來(lái)的時(shí)間，我們必須擁有相對(duì)于周期性硬件定時(shí)器中斷的參考時(shí)間點(diǎn)，這個(gè)參考點(diǎn)需在睡眠前計(jì)算出來(lái)，并且進(jìn)行周期性的重算和校正。頂層模塊指令慢時(shí)鐘模塊合適進(jìn)行時(shí)間參考點(diǎn)的計(jì)算。
3.2.6 調(diào)度睡眠當(dāng)睡眠調(diào)度時(shí)，以下步驟需完成①檢查并確定文件系統(tǒng)的操作完成；②檢查并確定沒(méi)有慢時(shí)鐘的定時(shí)器在運(yùn)行；③檢查在SLEEP任務(wù)運(yùn)行前是否有定時(shí)器在啟動(dòng)或停止；④檢查并確定無(wú)高層任務(wù)在啟動(dòng)或運(yùn)行中；⑤檢查睡眠時(shí)間參考點(diǎn)；⑥安排在下一個(gè)周期性的硬件時(shí)鐘中斷時(shí)進(jìn)入睡眠；⑦把MCU和DSP內(nèi)核在下一個(gè)中斷來(lái)臨時(shí)置于睡眠。
進(jìn)入睡眠的系統(tǒng)可以被提早中斷而醒來(lái)，提早中斷的事件可能是按鍵、其他外設(shè)的連接事件等等。
由于RF活動(dòng)時(shí)間及睡眠調(diào)度的延遲，醒來(lái)的最短時(shí)間為40ms。
4、32KHz晶振32KHz晶振的要求如下

綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種TD-SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法，其特征在于電源管理模塊分布在頂層系統(tǒng)控制模塊以及各子系統(tǒng)模塊中，各個(gè)系統(tǒng)的具體電源管理和省電功能是由類(lèi)似的狀態(tài)機(jī)決定或控制的，該狀態(tài)機(jī)有睡眠、閑置和運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)狀態(tài)；其中，睡眠狀態(tài)表示所有硬件組塊的電源被切斷或置于低耗電狀態(tài)；閑置狀態(tài)表示部分硬件組塊的電源被切斷或置于低耗電狀態(tài)；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)表示所有硬件組塊全部供電；該頂層電源管理模塊具有一慢時(shí)鐘控制的，它只有在頂層系統(tǒng)睡眠狀態(tài)下有效，此時(shí)所有子系統(tǒng)也都處于睡眠狀態(tài)，慢時(shí)鐘用了一顆32K的晶振，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于睡眠時(shí)，系統(tǒng)快時(shí)鐘被關(guān)閉，從而基帶主控制器和基帶處理器的核心硬件也被關(guān)閉，其它硬件外設(shè)組塊也被關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法，其特征在于系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，必須滿足如下條件①子系統(tǒng)必須處于慢時(shí)鐘可啟動(dòng)的狀態(tài)；②32K的晶振必須校準(zhǔn)；③時(shí)間參考點(diǎn)必須建立，以確定下次醒來(lái)的時(shí)間；④協(xié)議棧必須完成所有的處理；⑤語(yǔ)音部分閑置；⑥高層應(yīng)用全部閑置；⑦檢查下一個(gè)時(shí)間中斷，確認(rèn)在睡眠期間無(wú)定時(shí)中斷發(fā)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TD-SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法，其特征在于當(dāng)進(jìn)行睡眠調(diào)度時(shí)，以下步驟需完成①檢查并確定文件系統(tǒng)的操作完成；②檢查并確定沒(méi)有慢時(shí)鐘的定時(shí)器在運(yùn)行；③檢查在SLEEP任務(wù)運(yùn)行前是否有定時(shí)器在啟動(dòng)或停止；④檢查并確定無(wú)高層任務(wù)在啟動(dòng)或運(yùn)行中；⑤檢查睡眠時(shí)間參考點(diǎn)；⑥安排在下一個(gè)周期性的硬件時(shí)鐘中斷時(shí)進(jìn)入睡眠；⑦把MCU和DSP內(nèi)核在下一個(gè)中斷來(lái)臨時(shí)置于睡眠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的TD-SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法，其特征在于所說(shuō)的32KHz晶振的要求是，頻率32.768kHz；頻率精度±100ppm；溫度穩(wěn)定性最大值0.052ppm/(℃2)；運(yùn)行溫度-20℃到+85℃。
全文摘要
一種TD－SCDMA手機(jī)系統(tǒng)電源管理及省電的方法，電源管理模塊分布在頂層系統(tǒng)控制模塊以及各子系統(tǒng)模塊中，各個(gè)系統(tǒng)的具體電源管理和省電功能是由類(lèi)似的狀態(tài)機(jī)決定或控制的，該狀態(tài)機(jī)有睡眠、閑置和運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)狀態(tài)；該頂層電源管理模塊具有一慢時(shí)鐘控制的，它只有在頂層系統(tǒng)睡眠狀態(tài)下有效，此時(shí)所有子系統(tǒng)也都處于睡眠狀態(tài)，慢時(shí)鐘用了一顆32K的晶振，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于睡眠時(shí)，系統(tǒng)快時(shí)鐘被關(guān)閉，從而基帶主控制器和基帶處理器的核心硬件也被關(guān)閉，其它硬件外設(shè)組塊也被關(guān)閉。本發(fā)明主要用以解決TD－SCDMA移動(dòng)終端的耗電問(wèn)題，從而增加待機(jī)和通話時(shí)間。
文檔編號(hào)H04M1/73GK1645955SQ20051002339
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
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