專利名稱:一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公布了一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，它包括系統(tǒng)時鐘，所述系統(tǒng)時鐘輸出端連接觸發(fā)器一和計數(shù)器二的時鐘管腳；所述觸發(fā)器一的一個輸入端與比較器連接；所述觸發(fā)器一的輸出端連接計數(shù)器二；所述比較器的輸入端連接計數(shù)器一；所述計數(shù)器一連接外部慢時鐘；所述計數(shù)器二通過與門連接觸發(fā)器二；所述觸發(fā)器二輸出端連接計數(shù)器三的輸入端；所述計數(shù)器三和觸發(fā)器二的時鐘管腳連接內(nèi)部高頻時鐘；所述與門的另一個管腳連接比較器。它能降低系統(tǒng)待機功耗，并提高睡眠時鐘校準精度，可應用于手機的睡眠控制裝置。
【專利說明】
一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]睡眠時間(即待機時間)是衡量手機性能優(yōu)劣的一個重要指標。為了保持與網(wǎng)絡(luò)的同步，手機在待機條件下每隔一段時間就要從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收一次尋呼消息，而接收完尋呼消息后，手機將再次進入睡眠狀態(tài)，此時系統(tǒng)只有32K慢時鐘，而為了保持系統(tǒng)喚醒后的時序仍然和網(wǎng)絡(luò)能夠同步，系統(tǒng)睡眠時間精度往往要求很高，而要實現(xiàn)較高的睡眠時間精度，就必須對32K時鐘進行校準。傳統(tǒng)的時鐘校準方法就是利用較高頻率的系統(tǒng)時鐘SYSCLK(13M或26M)對32K時鐘直接進行測量，這種方法能夠達到的精度是I/測量的系統(tǒng)時鐘周期數(shù)，例如，如果測量誤差要求為1PPM，這種方法就要求測量的時鐘周期數(shù)即為100萬個。實際上，對于3G無線網(wǎng)絡(luò)，如TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，對睡眠時間的精度要求往往高達0.2PPM，而為了實現(xiàn)這樣的睡眠定時精度，測量時間要求超過5M個SYSCLK，如果系統(tǒng)時鐘為13M，這樣的校準周期相當于接近400ms，而這樣長的校準時間無疑對于系統(tǒng)功耗而言有較大的增加，以30mA電流估算，對于尋呼周期為1.28S的TD — SCDMA系統(tǒng)而言，假定I分鐘測量一次，則因為時鐘測量而帶來的系統(tǒng)功耗的增加量為30mA*400ms/60s=0.2mA。
[0003]傳統(tǒng)慢時鐘校準中所用的測量方法的硬件框圖如圖1所示，首先，軟件根據(jù)測量精度要求設(shè)置好測量周期T32k，然后通過測量起始控制位啟動測量定時器，這樣硬件測量便開始。圖中16位計數(shù)器產(chǎn)生OUT信號記錄當前的慢時鐘周期數(shù)，而比較器根據(jù)軟件預設(shè)的測量周期T32k及16位計數(shù)器的當前周期數(shù)輸出值，產(chǎn)生供測量用的時間窗；D觸發(fā)器用作將SYSYCLK和測量窗進行同步，以保證測量窗與系統(tǒng)時鐘相位的確定性;而32位定時器在測量窗所控制的時間范圍內(nèi)，對SYSCLK的上升沿進行計數(shù)，從而得出T3 2k個3 2K時鐘周期內(nèi)所包含的系統(tǒng)時鐘周期數(shù)。傳統(tǒng)的時鐘校準方法為了達到一定的校準精度，需要線性的增加校準時間來實現(xiàn)，因此如果校準精度提高一倍，則功耗開銷也提高一倍;另外由于單純依靠校準時間的增加來提高校準精度，因此慢時鐘的硬件邏輯開銷也要大大增加。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是針對以上問題，提供一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，它能降低系統(tǒng)待機功耗，并提高睡眠時鐘校準精度，可應用于手機的睡眠控制裝置。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，它包括系統(tǒng)時鐘，所述系統(tǒng)時鐘輸出端連接觸發(fā)器一和計數(shù)器二的時鐘管腳;所述觸發(fā)器一的一個輸入端與比較器連接;所述觸發(fā)器一的輸出端連接計數(shù)器二;所述比較器的輸入端連接計數(shù)器一;所述計數(shù)器一連接外部慢時鐘;所述計數(shù)器二通過與門連接觸發(fā)器二;所述觸發(fā)器二輸出端連接計數(shù)器三的輸入端;所述計數(shù)器三和觸發(fā)器二的時鐘管腳連接內(nèi)部高頻時鐘;所述與門的另一個管腳連接比較器。
[0006]進一步的，所述外部慢時鐘為32K晶振。
[0007]進一步的，所述計數(shù)器一為12位。
[0008]進一步的，所述計數(shù)器二和計數(shù)器三均為16位。
[0009]本實用新型的有益效果:
[0010]它利用系統(tǒng)時鐘和高頻時鐘相結(jié)合的方法一起對外部自由的32K時鐘進行測量，由于大部分時間仍然利用系統(tǒng)時鐘進行測量，因此單位時間內(nèi)的平均電流相比傳統(tǒng)測量方法基本沒有增加，而由于在后面測量窗的結(jié)束部分充分利用了高頻時鐘測量刻度更加精確的特性，從而在相同測量精度的要求下，大大縮減了測量時間，進而節(jié)省了系統(tǒng)功耗。
【附圖說明】

[0011 ]圖1為傳統(tǒng)校準電路原理框圖。
[0012]圖2為本實用新型中校準電路原理框圖。
[0013]圖3為本實用新型中校準電路的測量時序圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本實用新型的保護范圍有任何的限制作用。
[0015]如圖1-圖3所示，本實用新型的具體結(jié)構(gòu)為:一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，它包括系統(tǒng)時鐘，所述系統(tǒng)時鐘輸出端連接觸發(fā)器一和計數(shù)器二的時鐘管腳;所述觸發(fā)器一的一個輸入端與比較器連接;所述觸發(fā)器一的輸出端連接計數(shù)器二;所述比較器的輸入端連接計數(shù)器一;所述計數(shù)器一連接外部慢時鐘;所述計數(shù)器二通過與門連接觸發(fā)器二;所述觸發(fā)器二輸出端連接計數(shù)器三的輸入端;所述計數(shù)器三和觸發(fā)器二的時鐘管腳連接內(nèi)部高頻時鐘;所述與門的另一個管腳連接比較器。
[0016]優(yōu)選的，所述外部慢時鐘為32K晶振。
[0017]優(yōu)選的，所述計數(shù)器一為12位。
[0018]優(yōu)選的，所述計數(shù)器二和計數(shù)器三均為16位。
[0019]本實用新型原理:
[0020]本實用新型提出了一種基于高頻時鐘與系統(tǒng)時鐘相結(jié)合的慢時鐘校準技術(shù)，利用系統(tǒng)時鐘對測量的大部分時間進行計數(shù)，而在鄰近測量時間窗的末端，完成高頻時鐘與系統(tǒng)時鐘的測量接力，從而使得每次測量的誤差刻度降低到一個高頻時鐘周期，而非系統(tǒng)時鐘周期，因而，對于固定的測量精度要求，新技術(shù)就可以在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)相同的測量精度，從而降低測量功耗開銷，簡化硬件實現(xiàn)。
[0021]本實用新型中，系統(tǒng)時鐘為(13M或26M)，內(nèi)部高頻時鐘(頻率為系統(tǒng)時鐘的整數(shù)倍)，L32K:為預設(shè)的測量時鐘周期。
[0022]如圖2所示，本實用新型技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了高頻時鐘計數(shù)器以提高在一定時間內(nèi)對慢時鐘的測量精度。測量的工作流程如下:
[0023]首先，同傳統(tǒng)方法類似，軟件預設(shè)要測量的慢時鐘周期數(shù)N32k，而與傳統(tǒng)方法不同的是，軟件還需要預設(shè)一下在測量周期內(nèi)的系統(tǒng)時鐘的周期數(shù)，此數(shù)值可以根據(jù)外部32K晶體的頻率飄逸參數(shù)進行估算，其估算方法如下:
[0024]假定飄逸范圍為30ppm，則最高時鐘頻率為32768*(l+30ppm)約為32769Hz，如果L32K為1024，SYSCLK為13M，則系統(tǒng)時鐘周期數(shù)的預設(shè)值為:
[0025][N32k*SYSCLK/max(F32K)—I]
[0026]=[1024*13M/32769 — I]向下取整
[0027]=406236
[0028]然后，軟件通過配置測量起始控制位來觸發(fā)一次測量，同傳統(tǒng)方法相同，計數(shù)器O(12位慢時鐘計數(shù)器)，比較器以及D觸發(fā)器一起產(chǎn)生測量窗TW0，在測量時間窗內(nèi)，S卩TWO為高電平后，計數(shù)器I開始工作，在計數(shù)器I計數(shù)到預設(shè)值Nsysclk之前，其輸出一直為低，當計數(shù)器計數(shù)到Nsysclk后，其輸出變高，從而與TWO相與并經(jīng)HCLK同步后輸出一個測量窗TWl，在該測量窗信號控制器，計數(shù)器2開始工作，計數(shù)器2的最終輸出值就是TW2為高電平時的HCLK的周期數(shù)。如圖3所示，由于TWO測試窗的最后時間段即TWl的高脈沖時間段，采用的時鐘刻度為HCLK，因此最大的時鐘周期誤差即為1/HCLK，而假定HCLK與SYSCLK的分頻比為16:1，則測量的最大誤差即為1/HCLK即1/(SYSCLK*16)，因此在相同的校準時間周期內(nèi)，測量誤差降低了 16倍，也就是說校準精度提高了 16倍，換而言之，為了得到相同的校準精度，新技術(shù)所需要的測量時間即為傳統(tǒng)技術(shù)的1/16，從而大大降低了時鐘校準所需要的功耗。
[0029]觸發(fā)器，學名雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，是一種應用在數(shù)字電路上具有記憶功能的循序邏輯組件，可記錄二進位制數(shù)字信號“I”和“O”。觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路以及各種復雜數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。觸發(fā)器的線路圖由邏輯門組合而成，其結(jié)構(gòu)均由SR鎖存器派生而來(廣義的觸發(fā)器包括鎖存器)。觸發(fā)器可以處理輸入、輸出信號和時鐘頻率之間的相互影響。
[0030]與門(英語:ANDgate)又稱〃與電路〃、邏輯〃積〃、邏輯〃與〃電路。是執(zhí)行〃與〃運算的基本邏輯門電路。有多個輸入端，一個輸出端。當所有的輸入同時為高電平(邏輯I)時，輸出才為高電平，否則輸出為低電平(邏輯O)。
[0031]需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。
[0032]本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，由于文字表達的有限性，而客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進、潤飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當?shù)姆绞竭M行組合;這些改進潤飾、變化或組合，或未經(jīng)改進將實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均應視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，它包括系統(tǒng)時鐘，其特征在于，所述系統(tǒng)時鐘輸出端連接觸發(fā)器一和計數(shù)器二的時鐘管腳;所述觸發(fā)器一的一個輸入端與比較器連接;所述觸發(fā)器一的輸出端連接計數(shù)器二;所述比較器的輸入端連接計數(shù)器一;所述計數(shù)器一連接外部慢時鐘;所述計數(shù)器二通過與門連接觸發(fā)器二;所述觸發(fā)器二輸出端連接計數(shù)器三的輸入端;所述計數(shù)器三和觸發(fā)器二的時鐘管腳連接內(nèi)部高頻時鐘;所述與門的另一個管腳連接比較器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，其特征在于，所述外部慢時鐘為32K晶振。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，其特征在于，所述計數(shù)器一為12位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低手機系統(tǒng)睡眠功耗的電路，其特征在于，所述計數(shù)器二和計數(shù)器三均為16位。
【文檔編號】H04W52/02GK205693898SQ201620395302
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月4日 公開號201620395302.8, CN 201620395302, CN 205693898 U, CN 205693898U, CN-U-205693898, CN201620395302, CN201620395302.8, CN205693898 U, CN205693898U
【發(fā)明人】張彥宇
【申請人】湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院