CN101329597B - 便携式多媒体处理平台的片上处理系统及电源管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式多媒体处理平台的片上处理系统及电源管理方法，为了解决无法在系统开机后实现更多的电源管理的问题，该方法包括：媒体处理芯片中的关闭电源域上电，媒体处理芯片进入正常状态后，若关闭电源域中的中央处理器在第一预定时间内没有任务执行，中央处理器向媒体处理芯片中的电源管理单元电源域发送第一关机指令；电源管理单元电源域根据第一关机指令产生关闭向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，媒体处理芯片进入休眠状态。由于电源管理单元电源域部分控制媒体处理芯片进入休眠状态，因此开机后实现了更多的电源管理。
Description
技术领域
本发明属于电源管理领域，特别涉及便携式多媒体处理平台的片上处理系统及电源管理方法。
背景技术
便携式处理平台跟生活息息相关，如MP3/MP4/PMP播放器，多媒体手机。便携式设备采用电池供电，它的电源管理方案至关重要。如何在有限的代价下，实现强的处理能力，维持长的工作时间或待机时间是所有便携式设备要面对和解决的难题，目前的便携式处理平台的电源方案是将媒体处理芯片分成了两个电源域，电源域在芯片的设计中的划分，就是利用区域把一些单元限制在一个地方，然后通过电源线单独供电，把这些单元看成这个电源域的成员。当一个电源域关闭时，该域中的所有成员也都被关闭。一个电源域用于保证在系统关机后能让时钟正常运转，并可实现定时开机等功能，另一个电源域用于保证系统开机后正常工作，现有的电源管理方法，功能较弱，无法在系统开机后实现更多的电源管理。
发明内容
为了解决现有的现有的电源管理方法，功能较弱，无法在系统开机后实现更多的电源管理的问题，本发明实施例提供了一种便携式多媒体处理平台的片上处理系统的电源管理方法，包括：
媒体处理芯片中的关闭电源域上电，媒体处理芯片进入正常状态后，若关闭电源域中的中央处理器在第一预定时间内没有任务执行，中央处理器向媒体处理芯片中的电源管理单元电源域发送第一关机指令；
电源管理单元电源域根据第一关机指令产生关闭向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，媒体处理芯片进入休眠状态；媒体处理芯片进入正常状态后，若中央处理器收到作为关机信号的中断信号，中央处理器向电源管理单元电源域部分发送第二关机指令；电源管理单元电源域根据第二关机指令产生向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号和向电源管理单元电源域提供电源的压降调整模块的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，关闭压降调整模块，电源管理单元电源域下电，媒体处理芯片进入关机状态。
同时本发明实施例还提供一种便携式多媒体处理平台的片上处理系统，所述系统内嵌：
媒体处理芯片：用于进行工作处理；
电源芯片：用于进行电压转换，为媒体处理芯片提供工作电源：
媒体处理芯片包括：
关闭电源域：用于上电后，使得媒体处理芯片进入正常状态；
关闭电源域包括：
中央处理器：用于若在第一预定时间内没有任务执行，向电源管理单元电源域发送第一关机指令，若收到作为关机信号的中断信号，向电源管理单元电源域部分发送第二关机指令；
媒体处理芯片还包括：
电源管理单元电源域：用于根据第一关机指令产生关闭向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，媒体处理芯片进入休眠状态，根据第二关机指令产生向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号和向电源管理单元电源域提供电源的压降调整模块的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，关闭压降调整模块，电源管理单元电源域下电，媒体处理芯片进入关机状态；
电源芯片包括：
第二压降调整模块：用于为电源管理单元电源域提供工作电源；
直流/直流转换器：用于为关闭电源域提供工作电源；
第二压降调整模块电源输出口与电源管理单元电源域电源输入口相连，直流/直流转换器电源输出口与关闭电源域电源输入口相连。
附图说明
由上述本发明提供的具体实施方案可以看出，正是由于关闭电源域正常状态下进行工作处理中，若关闭电源域的中央处理器在第一预定时间内没有任务执行，关闭电源域的中央处理器向电源管理单元电源域发送第一关机指令；电源管理单元电源域根据第一关机指令产生关闭直流/直流转换器的信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，媒体处理芯片进入休眠状态，实现系统工作模式之间的状态转移，因此开机后实现了更多的电源管理。
图1为本发明提供的第一实施例系统结构图；
具体实施方式
图2为本发明提供的第二实施例方法流程图。
本发明提供的第一实施例是一种便携式多媒体处理平台的片上处理系统，其结构如图1所示，本片上系统内嵌：用于进行工作处理的媒体处理芯片，用于进行电压转换，为媒体处理芯片提供工作电源的电源芯片。
为了达到节省功耗的目的，媒体处理芯片分成了三个电源域：RTC实时时钟电源域，PMU电源管理单元电源域和SHUT_OFF关闭电源域，和四种工作状态：POWER_OFF关机状态，SLEEP睡眠状态，IDLE空闲状态和NORMAL正常状态。RTC电源域是始终有电的，它主要是保证在片上系统关机后能让时钟正常运转，提供实时时钟，并可实现定时开机。PMU电源域在片上系统处于SLEEP状态是有电的，但在片上系统关机后，是没有电的。它主要是实现片上系统工作模式之间的状态转移，并给出为实现状态转移所需要的控制信 号。SHUT_OFF电源域在IDLE和NORMAL模式下有电可进行工作处理，在POWER_OFF和SLEEP模式下没有供电，这样能减少系统的POWER_OFF和SLEEP模式下的功耗。SHUT_OFF电源域中包括：用于进行音频处理的音频部分，和用于进行USB处理的USB部分。媒体处理芯片的主要功能都集中在SHUT_OFF电源域里，包括CPU在内。IDLE和NORMAL的主要区别是IDLE状态下CPU处于等待中断状态，它的工作时钟被停止了，而在NORMAL模式下，CPU是正常工作的。
电源芯片采用0.5um工艺，包括1个用于为SHUT OFF电源域部分提供工作电源的DC/DC直流/直流转换器，6个压降调整器LDO和1个用于在上电结束后预定的时间内释放上电复位信号使得媒体处理芯片开始工作的上电复位POR模块。它为媒体处理器提供三个电源域需要的3个电源，以及4种外部IO电源，并在上电结束后为媒体处理芯片提供上电复位信号。
压降调整模块：包括6个LDO中的LDO2，LDO3，LDO4，用于为PMU电源域部分提供工作电源；
第一压降调整器LDO5，用于为RTC电源域部分提供工作电源；
音频压降调整器ANALOG LDO，用于为音频部分提供工作电源；
第二压降调整器LDO1，用于为USB部分提供工作电源；
LDO5的电源输出口与RTC电源域部分电源输入口相连，LDO2，LDO3和LDO4电源输出口与PMU电源域部分电源输入口相连，DC/DC转换器电源输出口与SHUT_OFF电源域部分电源输入口相连，ANALOG LDO电源输出口与音频部分电源输入口相连，LDO1电源输出口与USB部分电源输入口相连。
POR模块的上电复位信号输出口与媒体处理芯片上电复位端口相连。
此电源芯片是专门为此媒体处理平台量身定制的，据有功能合适，价格低的特点。为了实现充电和驱动LCD背光灯，本方案还需要一个充电芯片和一个背光驱动芯片。
本发明提供的第一实施例是一种便携式多媒体处理平台的片上处理系统 的电源管理方法，下面结合图2来说明本系统的上电下电和工作模式的转换过程。
在RTC电池或主电池安装上后，LDO5的电源输入线VDD_IO_RTC和LDO5的电源输出线VDD_CORE_RTC有电，RTC电源域在复位结束后进入正常工作状态。但此时PMU电源域和SHUT_OFF电源域是没有电的，不能工作。如果用户按下POWER_ON/OFF电源开关按键，这时电源芯片的LDO2，3，4上电，媒体处理芯片的PMU电源域上电，除USB/AUDIO之外的所有IO上电。此时电源芯片的POR正常工作，100～200mS后释放RSTN信号。之后，PMU电源域开始工作，将工作状态从POWER_OFF状态转向NORMAL状态，将连接PMU电源域和压降调整模块的电压使能线POWER_KEEP置高，产生打开压降调整模块的信号，这时用户可释放POWER_ON/OFF键，将连接PMU电源域和DC/DC、ANALOG LDO、LDO1的电源输入线EN_VDD_CORE置高，产生打开DC/DC转换器、ANALOG LDO和LDO1的信号。EN_VDD_CORE置高后，DC/DC，ANALOG LDO和LDO1使媒体处理芯片SHUT_OFF电源域的上电，使AUDIO和USB的IO上电。100～200mS后，PMU释放对SHUT_OFF电源域的复位信号，SHUT_OFF电源域的CPU开始从ROM中取指令，系统开始正常工作。系统正常工作期间，如果CPU短时间如预定时间10s空闲，CPU可执行使CPU处于空闲状态，从而节省CPU的功耗的STANDBYWFI指令，这样CPU就处于等待中断的状态，此时媒体处理芯片通过时钟管理模块能自动停止供给CPU的时钟，达到节省功耗的目的。此时的状态就成为IDLE状态。如果系统希望回到NORMAL状态，就需要一些模块对CPU产生中断。系统通过时钟管理模块在检测到中断后，会自动供给CPU时钟，CPU有了时钟，就能跳到WFI等待中断指令的地址处继续执行，这样媒体处理芯片重新进入NORMAL。CPU如果长时间如预定时间60s没有任务执行，媒体处理芯片可配置PMU，让系统进入SLEEP模式。CPU向PMU电源域部分发送GOTO_SLEEP关机指令，根据该指令，PMU在检测出CPU停止后，会将工作状态从 NORMAL转移到SLEEP，并将EN_VDD_CORE置低，产生关闭DC/DC转换器、ANALOG LDO和LDO1的信号。EN_VDD_CORE置低后，SHUT_OFF电源域和AUDIO/USB的IO将会下电。媒体处理芯片处于休眠状态，这便是SLEEP状态。如果系统希望重新回到NORMAL状态，这需要外部IO输入输出产生中断或RTC电源域产生中断来唤醒媒体处理芯片。PMU在检测到这些唤醒信号后，将状态从SLEEP转到NORMAL，将EN_VDD_CORE置高。这样SHUT_OFF电源域和AUDIO/USB IO上电。100～200mS后，PMU释放对SHUT_OFF电源域的复位信号，CPU便可以开始从ROM中取指令，系统重新进入NORMAL。如果系统工作了很长时间，用户希望关机，用户仅需要按POWER_ON/OFF键几秒钟。此时关机POWER_OFF_N信号将作为中断送给CPU，CPU检测到按键时间足够长后，将关掉所有程序，配置PMU实现状态转移，执行STANDBYWFI指令。CPU向PMU电源域部分发送POWER_OFF关机指令，根据该指令，PMU在检测出CPU停止后，将状态从NORMAL转为POWER_OFF，并将EN_VDD_CORE置低，POWER_KEEP置低。与前述PMU检测出CPU停止不同在于，触发源不同，一个是长时间空闲，一个是按了关机键。这样整个系统除了RTC电源域都下电了，这就是POWER_OFF状态。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种便携式多媒体处理平台的片上处理系统的电源管理方法，
其特征在于，包括：
媒体处理芯片中的关闭电源域上电，媒体处理芯片进入正常状态后，若关闭电源域中的中央处理器在第一预定时间内没有任务执行，中央处理器向媒体处理芯片中的电源管理单元电源域发送第一关机指令；
电源管理单元电源域根据第一关机指令产生关闭向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，媒体处理芯片进入休眠状态；
媒体处理芯片进入正常状态后，若中央处理器收到作为关机信号的中断信号，中央处理器向电源管理单元电源域部分发送第二关机指令；
电源管理单元电源域根据第二关机指令产生向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号和向电源管理单元电源域提供电源的压降调整模块的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，关闭压降调整模块，电源管理单元电源域下电，媒体处理芯片进入关机状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，媒体处理芯片进入休眠状态后，媒体处理芯片中的电源管理单元电源域接收外部或实时时钟电源域部分产生的中断信号；
电源管理单元电源域产生打开向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的打开信号，打开直流/直流转换器，关闭电源域上电，媒体处理芯片进入正常状态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，中央处理器向电源管理单元电源域发送第一关机指令前还包括：
当关闭电源域的中央处理器在小于第一预定时间的第二预定时间内没有任务执行时，中央处理器执行使中央处理器处于空闲状态的指令，使得媒体处理芯片中的时钟管理模块自动停止供给中央处理器的时钟，进入空闲状态。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，媒体处理芯片进入空闲状态后，当媒体处理芯片中的时钟管理模块检测到有对中央处理器产生的中断信号时，自动供给中央处理器时钟，进入正常状态。
5.一种便携式多媒体处理平台的片上系统，所述系统内嵌：
媒体处理芯片：用于进行工作处理；
电源芯片：用于进行电压转换，为媒体处理芯片提供工作电源；
其特征在于，
媒体处理芯片包括：
关闭电源域：用于上电后，使得媒体处理芯片进入正常状态；
关闭电源域包括：
中央处理器：用于若在第一预定时间内没有任务执行，向电源管理单元电源域发送第一关机指令，若收到作为关机信号的中断信号，向电源管理单元电源域部分发送第二关机指令；
媒体处理芯片还包括：
电源管理单元电源域：用于根据第一关机指令产生关闭向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，媒体处理芯片进入休眠状态，根据第二关机指令产生向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的关闭信号和向电源管理单元电源域提供电源的压降调整模块的关闭信号，关闭直流/直流转换器，关闭电源域下电，关闭压降调整模块，电源管理单元电源域下电，媒体处理芯片进入关机状态；
电源芯片包括：
第二压降调整模块：用于为电源管理单元电源域提供工作电源；
直流/直流转换器：用于为关闭电源域提供工作电源；
第二压降调整模块电源输出口与电源管理单元电源域电源输入口相连，直流/直流转换器电源输出口与关闭电源域电源输入口相连。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
电源管理单元电源域：还用于媒体处理芯片进入休眠状态后，接收外部或实时时钟电源域产生的中断信号；
产生打开向关闭电源域提供电源的直流/直流转换器的打开信号，打开直流/直流转换器，关闭电源域上电，媒体处理芯片进入正常状态。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
中央处理器：还用于当在小于第一预定时间的第二预定时间内没有任务执行时，执行使中央处理器处于空闲状态的指令，使得媒体处理芯片中的时钟管理模块自动停止供给中央处理器的时钟，进入空闲状态。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：
时钟单元：用于媒体处理芯片进入空闲状态后，当媒体处理芯片中的时钟管理模块检测到有对中央处理器产生的中断信号时，自动供给中央处理器时钟，进入正常状态。
9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，电源芯片还包括：
上电复位模块：用于在上电结束后预定的时间内释放上电复位信号，使得当供电电压达到预定工作电压时，媒体处理芯片进入正常状态；
上电复位模块的上电复位信号输出口与媒体处理芯片上电复位端口相连。
10.如权利要求5所述的系统，其特征在于，媒体处理芯片包括：
实时时钟电源域，用于保证在系统关机后时钟正常运转；
电源芯片包括：
第一压降调整器，用于为实时时钟电源域提供工作电源；
第一压降调整器的电源输出口与实时时钟电源域电源输入口相连。
11.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
关闭电源域还包括：
音频部分，用于进行音频处理；和
USB部分，用于进行USB处理；
电源芯片还包括：
音频压降调整器，用于为音频部分提供工作电源；
第二压降调整器，用于为USB部分提供工作电源；
音频压降调整器电源输出口与音频部分电源输入口相连，第二压降调整器电源输出口与USB部分电源输入口相连。
12.如权利要求5所述的系统，其特征在于，电源芯片采用0.5um工艺。
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