專(zhuān)利名稱(chēng)：便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路、保護(hù)方法及軟件實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及系統(tǒng)供電領(lǐng)域，具體涉及一種低電量系統(tǒng)保護(hù)的核心邏輯電路及軟件 處理方法，主要應(yīng)用于對(duì)于系統(tǒng)一致性要求高的嵌入式移動(dòng)終端。
背景技術(shù)：
目前移動(dòng)終端的電池突然由于接觸不良而引起的掉電可以采用硬件接口設(shè)計(jì)來(lái) 很好的解決，但是現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)的掉電問(wèn)題不是由于電池接觸不良，而是由于電池電量不 足引起的，特別是電池使用一段時(shí)間后電池性能下降的情況下導(dǎo)致系統(tǒng)檢測(cè)到電壓低于門(mén) 限值時(shí)已無(wú)法滿(mǎn)足正常關(guān)機(jī)。正常關(guān)機(jī)隨著移動(dòng)終端外設(shè)的不斷豐富，最長(zhǎng)正常關(guān)機(jī)所需 時(shí)間可能達(dá)到10S，有可能在關(guān)機(jī)過(guò)程中隨著關(guān)機(jī)的進(jìn)行，發(fā)生電壓不足以維持繼續(xù)關(guān)機(jī)的 情況?，F(xiàn)有的移動(dòng)終端受布線(xiàn)的限制無(wú)法提供大電容來(lái)做掉電保護(hù)，一般最多把系統(tǒng)恢復(fù) 到上一次數(shù)據(jù)備份的階段，這樣無(wú)法確保移動(dòng)終端很好的應(yīng)用于行業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，申請(qǐng)人進(jìn)行了改進(jìn)研究，提供一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)電 路、保護(hù)方法及軟件實(shí)現(xiàn)方法，在移動(dòng)終端電池電量不足情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護(hù)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路，應(yīng)用于帶電源管理模塊的嵌入式移動(dòng)終 端設(shè)備上，包括電源管理模塊、電源切換模塊、電池以及最小系統(tǒng)，所述最小系統(tǒng)由CPU芯 片、內(nèi)存及閃存組成，所述CPU芯片包括CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器及閃存控制器；所述 電源管理模塊和電源切換模塊分別連接電池，電源管理模塊和電源切換模塊與最小系統(tǒng)之 間分別有供電輸出線(xiàn)路連接，且電源管理模塊與電源切換模塊之間電連接。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為所述最小系統(tǒng)的供電連接方式為所述CPU核由一路電 源單獨(dú)供電；所述CPU緩存、內(nèi)存控制器以及內(nèi)存由同一路電源供電；所述閃存控制器與閃 存另由同一路電源供電。所述電源管理模塊與所述終端設(shè)備上除最小系統(tǒng)外的其他硬件模 塊之間有供電輸出線(xiàn)路連接。一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)方法，當(dāng)電池電量通過(guò)電源管理模塊供給 整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)不足、系統(tǒng)檢測(cè)到電壓低于門(mén)限值時(shí)，關(guān)閉電源管理模塊，電池通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換 直接為最小系統(tǒng)供電。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為具體步驟如下將CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器、內(nèi)存、閃 存控制器及閃存組成的最小系統(tǒng)的供電除了由電源管理模塊供電外，同時(shí)連接到電源切換 模塊供電；當(dāng)電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電平低于設(shè)定值后，電壓檢測(cè)模塊通過(guò)中斷通知CPU當(dāng) 前已經(jīng)處于低電壓狀態(tài)；控制邏輯打開(kāi)電源轉(zhuǎn)換模塊，輸出各種電壓到最小系統(tǒng)；控制邏 輯同時(shí)通知電源管理模塊，使其停止輸出，并切換到電源切換模塊輸出狀態(tài)；處理器待可以 安全關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，輸出一個(gè)控制信號(hào)給控制邏輯，通知其關(guān)閉所有剩余電源。所述最小系統(tǒng)
3的供電電壓低于整個(gè)系統(tǒng)正常開(kāi)機(jī)要求的最小電壓。一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的軟件實(shí)現(xiàn)方法，具體步驟如下
(1)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)在bootloader引導(dǎo)程序中檢測(cè)電池電量以決定是否進(jìn)一步開(kāi)機(jī)；
(2)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)檢測(cè)電池電量，當(dāng)電池電量低于門(mén)限值時(shí)啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序；
(3)如果門(mén)限值與實(shí)際電池有偏差，或者在低于門(mén)限值時(shí)電池電量已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常 關(guān)機(jī)，通過(guò)硬件電路從電源管理模塊供電直接切換到電池直接供電，此時(shí)電池只供給系統(tǒng) CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器、內(nèi)存、閃存控制器及閃存；系統(tǒng)通過(guò)捕獲一個(gè)中斷信號(hào)以便 將CPU緩存和內(nèi)存的數(shù)據(jù)寫(xiě)回閃存；
(4)關(guān)閉剩余系統(tǒng)，以確保下次開(kāi)機(jī)為正常開(kāi)機(jī)，不需要進(jìn)行掉電檢測(cè)。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為所述剩余系統(tǒng)是指閃存、閃存控制器、內(nèi)存、內(nèi)存控制器、 CPU芯片內(nèi)部總線(xiàn)、CPU緩存、CPU核以及電源切換電路。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是
本發(fā)明基于目前的移動(dòng)終端大部分采用電源管理模塊，通過(guò)關(guān)閉電源管理模塊將系統(tǒng) 供電關(guān)閉，而不需要軟件去關(guān)閉每路電源，且一般情況最小系統(tǒng)的供電電壓遠(yuǎn)低于系統(tǒng)的 正常開(kāi)機(jī)要求的工作電壓，通過(guò)硬件電路從電源管理模塊供電切換到電池直接供電，從而 在移動(dòng)終端電池電量不足情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護(hù)。


圖1是本發(fā)明低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路的原理圖。圖2是本發(fā)明低電量電源切換硬件控制圖。圖3是本發(fā)明低電量系統(tǒng)保護(hù)的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的核心邏輯電路包括電源管理模 塊8、電源切換模塊9、電池10以及最小系統(tǒng)。所述最小系統(tǒng)由CPU芯片1、內(nèi)存2及閃存 3組成；所述CPU芯片1包括CPU核4、CPU緩存5、內(nèi)存控制器6及閃存控制器7。如圖1所示，電源管理模塊8和電源切換模塊9分別連接電池10，且電源管理模塊 8和電源切換模塊9與最小系統(tǒng)之間分別有供電輸出線(xiàn)路連接。最小系統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)基于 最少的power domain上，其供電連接方式為(a) CPU核4由一路電源單獨(dú)供電；(b) CPU 緩存5、內(nèi)存控制器6以及內(nèi)存2由同一路電源供電，并且不供給其它單元模塊；(c)閃存控 制器7與閃存3另由同一路電源供電。電源管理模塊8還與終端設(shè)備上除最小系統(tǒng)外的其 他硬件模塊11之間有供電輸出線(xiàn)路連接。電源管理模塊6與電源切換模塊9之間電連接?；趫D1所述電路，本發(fā)明同時(shí)提出了一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)方 法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明首先將CPU核4、CPU緩存5、內(nèi)存控制器6、內(nèi)存2、閃存控制器7、閃 存3組成的最小系統(tǒng)的供電除了由電源供電模塊8供電，同時(shí)接到電源切換模塊9。電源切換的硬件控制如圖2所示，在電源切換模塊9或片外設(shè)置一個(gè)電壓檢測(cè)模 塊，當(dāng)電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電平低于某設(shè)定值后，電壓檢測(cè)模塊通過(guò)中斷通知CPU當(dāng)前已 經(jīng)處于低電壓狀態(tài)；控制邏輯做出下面輸出控制(1)打開(kāi)電源切換模塊9中的電源轉(zhuǎn)換模塊，將電池電壓轉(zhuǎn)換為最小系統(tǒng)中各模塊可用的各種電壓，輸出各種電壓到最小系統(tǒng)；(2) 通知電源管理模塊8，讓其停止輸出，并切換到電源切換模塊9供電輸出狀態(tài)；(3)此后處理 器進(jìn)行一系列操作后，待可以安全關(guān)機(jī)的狀態(tài)時(shí)，輸出一個(gè)控制信號(hào)給控制邏輯，通知其關(guān) 閉所有剩余電源。通過(guò)上述步驟，當(dāng)電池10電量通過(guò)電源管理模塊8供給整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，電 源切換模塊9能將最小系統(tǒng)的供電通過(guò)電池10直接供電。因?yàn)樽钚∠到y(tǒng)的供電電壓低于 整個(gè)系統(tǒng)正常開(kāi)機(jī)要求的最小電壓，而此時(shí)電池10的電量能夠滿(mǎn)足最小系統(tǒng)的供電。系統(tǒng) 通過(guò)電池電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到電壓低于門(mén)限值時(shí)，打開(kāi)電源切換模塊9，電源切換模塊9通 過(guò)電壓轉(zhuǎn)換模塊從電池10直接輸出最小系統(tǒng)需要的電壓，并關(guān)閉電源管理模塊8。本發(fā)明同時(shí)提出了一種軟件處理方法，當(dāng)CPU捕捉到電源管理模塊8關(guān)閉的中斷 信號(hào)后，將CPU緩存5、內(nèi)存2的數(shù)據(jù)寫(xiě)入閃存3并關(guān)閉剩余系統(tǒng)。這里的剩余系統(tǒng)指的是 閃存3、閃存控制器7、內(nèi)存2、內(nèi)存控制器6、CPU芯片內(nèi)部總線(xiàn)、CPU緩存5、CPU核4以及 電源切換模塊9。如圖3所示，本發(fā)明的軟件實(shí)現(xiàn)方法如下
(1)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)在bootloader引導(dǎo)程序中檢測(cè)電池電量以決定是否進(jìn)一步開(kāi)機(jī)；
(2)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)檢測(cè)電池電量，當(dāng)電池電量低于門(mén)限值時(shí)啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序；
(3)如果門(mén)限值與實(shí)際電池有偏差，或者在低于門(mén)限值時(shí)電池電量已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常 關(guān)機(jī)，通過(guò)硬件電路從電源管理模塊供電直接切換到電池直接供電，此時(shí)電池只供給系統(tǒng) CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器、內(nèi)存、閃存控制器及閃存；系統(tǒng)通過(guò)捕獲一個(gè)中斷信號(hào)以便 將CPU緩存和內(nèi)存的數(shù)據(jù)寫(xiě)回閃存；
(4)關(guān)閉剩余系統(tǒng)，這里的剩余系統(tǒng)是指閃存、閃存控制器、內(nèi)存、內(nèi)存控制器、CPU芯片 內(nèi)部總線(xiàn)、CPU緩存、CPU核以及電源切換電路。本發(fā)明可以使下次開(kāi)機(jī)為正常開(kāi)機(jī)并保證數(shù)據(jù)完整，不需要進(jìn)行掉電檢測(cè)。注，本發(fā)明中
CPU緩存是CPU的一部分，是為了解決CPU速度和內(nèi)存速度的速度差異問(wèn)題而設(shè)。內(nèi)存是用來(lái)存放當(dāng)前正在使用的(即執(zhí)行中)的數(shù)據(jù)和程序。閃存FLASH，快速電可擦除存儲(chǔ)器。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫猓?領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變 化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路，應(yīng)用于帶電源管理模塊的嵌入式移動(dòng) 終端設(shè)備上，其特征在于包括電源管理模塊、電源切換模塊、電池以及最小系統(tǒng)，所述最小 系統(tǒng)由CPU芯片、內(nèi)存及閃存組成，所述CPU芯片包括CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器及閃存 控制器；所述電源管理模塊和電源切換模塊分別連接電池，電源管理模塊和電源切換模塊 與最小系統(tǒng)之間分別有供電輸出線(xiàn)路連接，且電源管理模塊與電源切換模塊之間電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路，其特征在于所述最小 系統(tǒng)的供電連接方式為所述CPU核由一路電源單獨(dú)供電；所述CPU緩存、內(nèi)存控制器以及 內(nèi)存由同一路電源供電；所述閃存控制器與閃存另由同一路電源供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路，其特征在于所述電 源管理模塊與所述終端設(shè)備上除最小系統(tǒng)外的其他硬件模塊之間有供電輸出線(xiàn)路連接。
4.一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)方法，其特征在于當(dāng)電池電量通過(guò)電源管 理模塊供給整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)不足、系統(tǒng)檢測(cè)到電壓低于門(mén)限值時(shí)，關(guān)閉電源管理模塊，電池通 過(guò)電壓轉(zhuǎn)換直接為最小系統(tǒng)供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)方法，其特征在于具體步驟 如下將CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器、內(nèi)存、閃存控制器及閃存組成的最小系統(tǒng)的供電除 了由電源管理模塊供電外，同時(shí)連接到電源切換模塊供電；當(dāng)電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到電平低 于設(shè)定值后，電壓檢測(cè)模塊通過(guò)中斷通知CPU當(dāng)前已經(jīng)處于低電壓狀態(tài)；控制邏輯打開(kāi)電 源轉(zhuǎn)換模塊，輸出各種電壓到最小系統(tǒng)；控制邏輯同時(shí)通知電源管理模塊，使其停止輸出， 并切換到電源切換模塊輸出狀態(tài)；處理器待可以安全關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，輸出一個(gè)控制信號(hào)給控 制邏輯，通知其關(guān)閉所有剩余電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)方法，其特征在于所 述最小系統(tǒng)的供電電壓低于整個(gè)系統(tǒng)正常開(kāi)機(jī)要求的最小電壓。
7.一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的軟件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于具體步驟如下(1)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)在bootloader引導(dǎo)程序中檢測(cè)電池電量以決定是否進(jìn)一步開(kāi)機(jī)；(2)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)檢測(cè)電池電量，當(dāng)電池電量低于門(mén)限值時(shí)啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序；(3)如果門(mén)限值與實(shí)際電池有偏差，或者在低于門(mén)限值時(shí)電池電量已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常 關(guān)機(jī)，通過(guò)硬件電路從電源管理模塊供電直接切換到電池直接供電，此時(shí)電池只供給系統(tǒng) CPU核、CPU緩存、內(nèi)存控制器、內(nèi)存、閃存控制器及閃存；系統(tǒng)通過(guò)捕獲一個(gè)中斷信號(hào)以便 將CPU緩存和內(nèi)存的數(shù)據(jù)寫(xiě)回閃存；(4)關(guān)閉剩余系統(tǒng)，以確保下次開(kāi)機(jī)為正常開(kāi)機(jī)，不需要進(jìn)行掉電檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的軟件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所 述剩余系統(tǒng)是指閃存、閃存控制器、內(nèi)存、內(nèi)存控制器、CPU芯片內(nèi)部總線(xiàn)、CPU緩存、CPU核 以及電源切換電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式終端低電量系統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)電路、保護(hù)方法及軟件實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于帶電源管理模塊的嵌入式移動(dòng)終端設(shè)備。本發(fā)明的核心邏輯電路包括電源管理模塊、電源切換模塊、電池以及最小系統(tǒng)。當(dāng)電池電量通過(guò)電源管理模塊供給整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)不足、系統(tǒng)檢測(cè)到電壓低于門(mén)限值時(shí)，關(guān)閉電源管理模塊，電池通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換直接為最小系統(tǒng)供電。本發(fā)明通過(guò)關(guān)閉電源管理模塊將系統(tǒng)供電關(guān)閉，而不需要軟件去關(guān)閉每路電源；由于一般情況最小系統(tǒng)的供電電壓遠(yuǎn)低于系統(tǒng)的正常開(kāi)機(jī)要求的工作電壓，通過(guò)硬件電路從電源管理模塊供電切換到電池直接供電，從而在移動(dòng)終端電池電量不足情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護(hù)。
文檔編號(hào)G06F11/00GK102135921SQ20111003877
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者國(guó)大偉, 王曉東 申請(qǐng)人:無(wú)錫蓋亞科技有限公司