CN101546217B

CN101546217B - 电子装置及其自动唤醒电路

Info

Publication number: CN101546217B
Application number: CN2008100897083A
Authority: CN
Inventors: 陈建盛; 谢志远
Original assignee: MStar Semiconductor Inc Taiwan
Current assignee: MStar Semiconductor Inc Taiwan
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: CN101546217A

Abstract

本发明涉及一种电子装置及其自动唤醒电路，该电子装置包含有：一运算模块，用来执行该电子装置的一基本功能，并于该电子装置进入睡眠模式时，产生一第一控制信号；一附加功能模块，耦接于该运算模块，用来提供该电子装置一附加功能，并产生一第二控制信号；以及一电路唤醒模块，耦接于该运算模块与该附加功能模块，根据该第一控制信号与该第二控制信号来产生一第三控制信号；其中当该电子装置进入睡眠模式时，该附加功能模块是根据该第三控制信号来维持该附加功能的运作。本发明的功效是，当该电子装置进入睡眠模式时，仍可维持电子装置的运作，且达到减少制造成本以及缩小硬件体积的效果。

Description

电子装置及其自动唤醒电路

技术领域

本发明涉及一种电子装置及其自动唤醒电路，尤其是涉及一种当该电子装置进入睡眠模式时，仍可维持电子装置的附加功能的运作。

背景技术

在现代人的生活中，便携式装置便的越来越普遍，例如，移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)或便携式多媒体播放器(portable multimedia player，PMP)等。而也有越来越多的附加功能模块整合到便携式装置中，例如，全球卫星定位系统(global position system，GPS)、无线射频识别(radio frequency identification，RFID)模块以及一些前瞻性的应用。通常便携式装置设有睡眠模式，当使用者停止操作一段时间后，便携式装置便进入睡眠模式以节省电池的耗电。然而，一些基本功能模块，如射频芯片模块，或是附加功能模块，如GSP、RFID模块等，在便携式装置进入睡眠模式时仍需要维持其运作。

为了节省电池电力，当系统进入睡眠模式时，这些基本功能模块或是附加功能模块不需全时运作。现有的方式中，便携式装置的基频芯片或另外增设的看门狗芯片(watch-dog chip)可以产生唤醒信号，以控制附加功能模块的运作。以下列举三种现有的唤醒电路：

1、唤醒信号由便携式装置产生

图1为唤醒信号由便携式装置产生的系统示意图。其中，射频芯片6与基频芯片1耦接，其功能为把基频芯片1的信号调变及放大功率之后通过天线送出，或是将由天线接收的信号解调变成为基频信号后，再由基频芯片1做信号处理。由于基频芯片1需要于睡眠模式下产生多组可被程序化的特定的硬件信号，分别供给射频芯片与附加功能模块不同时序的唤醒信号，但于睡眠模式下产生此特定的硬件信号会增加耗电，且电路不易设计。

2、共享射频芯片的唤醒信号

图2为共享射频芯片的唤醒信号的系统示意图。这类的唤醒信号可以共享射频芯片6的唤醒信号以达到类似的功能，但由于射频芯片6与附加功能模块7的唤醒时间可能不同，因此需增加时序修正电路2以修正唤醒信号的时序，所以会增加系统复杂度及困难度。

3、自看门狗芯片产生唤醒信号

图3为自看门狗芯片产生唤醒信号的系统示意图。此种方式附加一看门狗芯片3至附加功能模块4中并产生所需的信号。利用此种方式，当系统进入或离开睡眠模式时，基频芯片5只需产生一信号即可，而不需共享射频芯片6的唤醒信号，附加功能模块的唤醒信号由看门狗电路提供。然而，此种方式虽然简单，但却需要额外看门狗芯片的成本以及增加印刷电路板尺寸。

因此，如何研发出一种电子装置及其自动唤醒电路，当该电子装置进入睡眠模式时，仍可维持电子装置的附加功能的运作，且达到减少制造成本以及缩小硬件体积的效果，将是本发明所欲积极探讨之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电子装置及其自动唤醒电路，其主要目的为解决现有自动唤醒电路，其制造成本高及硬件体积大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电子装置，其特点在于，包含有：一运算模块，用来执行该电子装置的一基本功能，并于该电子装置进入睡眠模式时，产生一第一控制信号；一附加功能模块，耦接于该运算模块，用来提供该电子装置一附加功能，并产生一第二控制信号；以及一电路唤醒模块，耦接于该运算模块与该附加功能模块，根据该第一控制信号与该第二控制信号来产生一第三控制信号；其中当该电子装置进入睡眠模式时，该附加功能模块是根据该第三控制信号来维持该附加功能的运作。

上述电子装置，其特征在于，为一手持式电子装置。

上述电子装置，其特征在于，该第二控制信号为一脉冲信号。

上述电子装置，其特点在于，该脉冲信号的周期等于或近似该附加功能模块维持该附加功能的运作的周期。

上述电子装置，其特点在于，该电路唤醒模块包含有：一蓄电元件；一充电单元，耦接于该蓄电元件，用来对该蓄电组件充电；一放电单元，耦接于该蓄电元件，根据该第二控制信号来提供该蓄电元件一放电路径；以及一比较单元，耦接于该蓄电元件，用来将该蓄电元件的一电压与一预设电压做比较，并产生该第三控制元件。

上述电子装置，其特点在于，该比较单元还耦接于该运算模块，以及该预设电压根据该第一控制信号而产生。

上述电子装置，其特点在于，该放电单元还耦接于该运算模块，以及该放电路径与该第一控制信号的准位相关。

本发明还提供一种自动唤醒电路，应用于一电子装置，用来于该电子装置进入睡眠模式时维持该电子装置的一附加功能模块的运作，其特点在于，该自动唤醒电路包含有：一蓄电元件；一充电单元，耦接于该蓄电元件，用来对该蓄电元件充电；一放电单元，耦接于该蓄电元件，根据一第一控制信号来提供该蓄电元件一放电路径；以及一比较单元，耦接于该蓄电元件，用来将该蓄电元件的电压与一预设电压做比较，并产生一第二控制信号来控制该附加功能的运作。

上述自动唤醒电路，其特点在于，该第一控制信号是当该电子装置进入睡眠模式由该附加功能模块产生。

上述自动唤醒电路，其特点在于，该电子装置于睡眠模式下产生一第三控制信号，而该预设电压根据该第三控制信号而产生。

上述自动唤醒电路，其特点在于，该电子装置于睡眠模式下产生一第三控制信号，而该放电路径与该第三控制信号的准位相关。

上述自动唤醒电路，其特点在于，该第一控制信号为一脉冲信号。

上述自动唤醒电路，其特点在于，该脉冲信号的周期等于或近似该附加功能模块于睡眠模式下的运作周期。

上述自动唤醒电路，其特点在于，该放电单元包含一开关元件，且该开关元件的导通状态受该第一控制信号控制。

本发明的功效是，当该电子装置进入睡眠模式时，仍可维持电子装置的运作，且达到减少制造成本以及缩小硬件体积的效果。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为唤醒信号由便携式装置产生的系统示意图；

图2为共享GPRS/RF的唤醒信号的系统示意图；

图3为自看门狗芯片产生唤醒信号的系统示意图；

图4为本发明一种电子装置较佳具体实施例的系统方块图；

图5为本发明电路唤醒模块较佳具体实施例的电路示意图；

图6为本发明电路唤醒模块另一较佳具体实施例的电路示意图；

图7为根据图5的较佳具体实施例的第一控制信号电压波形时序图；

图8为根据图5的较佳具体实施例的第二控制信号电压波形时序图；

图9为根据图5的较佳具体实施例的蓄电元件的电压与预设电压的电压波形时序图。

图10为根据图5的较佳具体实施例的第三控制信号电压波形时序图；

图11为根据图6的较佳具体实施例的蓄电元件的电压与预设电压的电压波形时序图；

图12为根据图6的较佳具体实施例的第三控制信号电压波形时序图。

其中，附图标记：

1-基频芯片 2-时序修正电路

3-看门狗芯片 4-附加功能模块

5-基频芯片 6-射频芯片

11-电子装置 12-基频芯片

13-附加功能模块 14-电路唤醒模块

141-蓄电元件 142-充电单元

143-放电单元 1431-开关元件

1432-电阻 1433-开关元件

144-比较单元 1441-运算放大器

1442-电阻 1443-电阻

271-运算放大器 272-非反相输入端

273-反相输入端 274-输出端

275-电压源 100-第一控制信号

200-第二控制信号 300-第三控制信号

具体实施方式

图4为本发明的具有电路唤醒模块的电子装置的较佳实施例的系统方块图，电子装置11(例如手机、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)之类的便携式电子装置)包括：一运算模块12、一附加功能模块13以及一电路唤醒模块14。其中，运算模块12的作用为执行电子装置11的基本功能，例如若电子装置11为一手机，则运算模块12可为该手机中用来处理基频信号的运算电路，与该射频芯片6搭配，即可执行手机的收发语音信号的基本功能。当电子装置11进入睡眠模式时，运算模块12产生第一控制信号100传送至电路唤醒模块14。而附加功能模块13耦接于运算模块12，附加功能模块13是提供电子装置11附加功能，例如若电子装置11为手机，则其可能有内建全球定位系统(GPS)、无线射频识别读取装置(RFID reader)等附加功能，因此附加功能模块13即为执行该些附加功能的电路。当电子装置11进入睡眠模式时，附加功能模块13可依需求产生第二控制信号200传送至电路唤醒模块14。电路唤醒模块14耦接于运算模块12以及附加功能模块13，如前述，当电子装置11进入睡眠模式时，运算模块12会产生第一控制信号100传送至电路唤醒模块14且附加功能模块13可依需求产生第二控制信号200传送至电路唤醒模块14，当附加功能模块13要进入功率下降模式时，就可以传送第二控制信号200给自动唤醒装置14，而在设定好的时间后附加功能模块13会自动被唤醒。此时电路唤醒模块14即可根据第一控制信号100以及第二控制信号200产生第三控制信号300传送至附加功能模块13，以维持附加功能的正常运作。

电路唤醒模块14的内部构成依设计上的不同，可以有不同的具体实施方式，图5即显示其中一种具体实施方式。电路唤醒模块14包含有蓄电元件141、充电单元142、放电单元143以及比较单元144。蓄电元件141具有储存电荷的功能，并且能产生一电压，实际操作上可以用电容来完成；充电单元142包含与蓄电元件141串接的电阻和电压源，以提供充电路径对蓄电元件141充电；放电单元143主要由一开关元件1431与电阻1432来完成，开关元件1431的开关状态由附加功能模块13所输出的第二控制信号200控制，当开关元件1431导通时，该蓄电元件141、电阻1432与开关元件1431形成放电回路，使该蓄电元件141放电；比较单元144主要包含运算放大器1441，其反相输入端接收蓄电元件141上的电压，非反相输入端接收一预设电压V-_th，预设电压V-_th由运算模块12所输出的第一控制信号100通过串接的两个电阻1442及电阻1443分压而产生。

请参阅图7，其显示第一控制信号100的波形图。当电子装置11由一般运作模式进入功率下降模式(即睡眠模式)时(图7中的第5秒)，运算模块12会产生第一控制信号100，或是可视为在一般运作模式时，运算模块12会产生0伏的第一控制信号100，当进入功率下降模式，将第一控制信号100的电压提高至3伏。因此在功率下降模式时，图5的运算放大器1441的非反相输入端能够接收到预设电压V_th，预设电压V_th与第一控制信号100成正比，由电阻分压而得。

请参阅图8，其显示第二控制信号200的波形图。当电子装置11由一般运作模式进入功率下降模式(第5秒)时，附加功能模块13可依需求产生第二控制信号200，由图可知第二控制信号200可为一固定间隔的脉冲信号，开关元件1431即受到该第二控制信号200的控制导通或不导通。本实施例中开关元件1431为N型金氧半场效晶体管(N-MOSFET)，因此于脉冲信号产生时，开关元件1431导通，蓄电元件141得以通过电阻1432放电。

请参阅图9，其显示预设电压V_th与蓄电元件141的电压的波形图。在电子装置11进入功率下降模式(第5秒)前，蓄电元件141处于充饱电的状态，因此蓄电元件141的电压为一稳定的电压值，而此时第一控制信号100的电压值为0伏(或可视为尚未产生)，因此预设电压V_th也为0伏。第5秒时开关元件1431因该第二控制信号200的脉冲波形而瞬间导通，使蓄电元件141开始放电，因此蓄电元件141的电压下降。放电的速度与蓄电元件141的电容值和电阻1432的电阻值有关，因此可以通过改变蓄电元件141的电容值和电阻1432的电阻值来调整放电速度。随后第二控制信号200回到低电压准位，使开关元件1431回到不导通的状态，蓄电元件141此时受到充电单元142充电，电压又开始上升。充电速度也可通过改变蓄电元件141的电容值和充电单元142中的电阻的电阻值来调整。因为第二控制信号200为周期性的脉冲信号，蓄电元件141的电压也呈现周期性。

比较单元144会比较蓄电元件141的电压与预设电压V_th-，并输出第三控制信号300，其波形如图10所示。当蓄电元件141的电压低于预设电压V_th-时，第三控制信号300为高准位(本例中为略高于2.5伏)，当蓄电元件141的电压高于预设电压V_th-时，第三控制信号300为低准位(本例中为略高低0.5伏)。在本实施例中，附加功能模块13会在第三控制信号300于高准位时进入睡眠模式，因此在第二控制信号200的一个周期内，附加功能模块13会被唤醒一次，其运作的时间即图10中第5秒中第三控制信号300处于低准位的时间。因此附加功能模块的工作周期会近似或等于第二控制信号200的周期。请注意，虽然附加功能模块13于系统由功率下降模式回到一般运作模式后(即第10秒后)仍继续产生第二控制信号200(请见图8)，而蓄电元件141也随之充放电(请见图9)，然而第10秒后第三控制信号已不再受到影响，继续保持在低准位状态(请见图10)，使附加功能模块维持正常运作。也就是说，当系统于一般运作模式下，附加功能模块13所产生的该第二控制信号200并不影响系统的正常运作，此时便可以利用产生该第二控制信号200的脚位来作为其它用途。

而图6是显示电路唤醒模块14的内部构成的另一种具体实施方式。如同前述，电路唤醒模块14至少包含有蓄电元件141、充电单元142、放电单元143以及比较单元144。而蓄电元件141具有储存电荷的功能，并且能产生一电压，实际操作上可以用电容来完成；充电单元142包含与蓄电元件141串接的电阻和电压源，以提供充电路径对蓄电元件141充电；放电单元143主要由一开关元件1433与电阻1432来完成，开关元件1433的开关状态由附加功能模块13所输出的第二控制信号200控制，当开关元件1433导通时，该蓄电元件141、电阻1432与开关元件1433形成放回路，使该蓄电组件141放电，而第一控制信号100则与放电路径的准位有关；比较单元144主要包含运算放大器271，其反相输入端272接收一预设电压V-_th，非反相输入端273接收蓄电组件141上的电压，预设电压V-_th由一电压源275所产生。

图6所显示的具体实施例与图5最主要的差别在于，开关元件1433为P型金氧半场效晶体管(P-MOSFET)，因此当图8所示的脉冲信号产生时，开关元件1433不导通，此时蓄电元件141才可被充电单元142充电。因此在电子装置11由一般运作模式进入功率下降模式前，也即第二控制信号200产生之前，蓄电元件141受该放电路径的影响而处于电荷放尽的状态，故蓄电元件141的电压为一稳定的低电压值(请见图11)。第5秒时开关元件1433因该第二控制信号200的脉冲波形而瞬间关闭，使蓄电元件141得以受充电路径充电，因此蓄电元件141的瞬间上升。充电的速度与蓄电元件141的电容值和充电单元142中的电阻的电阻值有关。随后第二控制信号200回到低电压准位，使开关元件1433回到导通的状态，蓄电元件141此时受到放电单元143影响而放电，电压又开始下降。放电速度也可通过改变蓄电元件141的电容值和电阻1432的电阻值来调整。因为第二控制信号200为周期性的脉冲信号，蓄电元件141的电压也呈现周期性。此时电压源275值为1.5V，因此预设电压V_th也为1.5伏。

比较单元271会比较蓄电元件141的电压与预设电压V_th-，并输出第三控制信号300，其波形如图12所示。当蓄电元件141的电压高于预设电压V_th-时，第三控制信号300为高准位(本例中为略高于2.5伏)，当蓄电元件141的电压低于预设电压V_th-时，第三控制信号300为低准位(本例中为略低于0.5伏)。在本实施例中，附加功能模块13会在第三控制信号300于高准位时进入睡眠模式，因此在第二控制信号200的一个周期内，附加功能模块13会被唤醒一次，其运作的时间即图十二中第5秒中第三控制信号300处于低准位的时间。因此附加功能模块的工作周期会近似或等于第二控制信号200的周期。与图5的实施例相同的是，虽然附加功能模块13于系统由功率下降模式回到一般运作模式后(即第10秒后)仍继续产生第二控制信号200(请见图8)，然而第10秒后第三控制信号已不再受到影响，继续保持在低准位状态(见图12)，使附加功能模块维持正常运作。也就是说，当系统于一般运作模式下，附加功能模块13所产生的该第二控制信号200并不影响系统的正常运作，此时便可以利用产生该第二控制信号200的脚位来做其它用途。

以上所述的各个较佳具体实施例，仅是为了方便说明本发明，而非限制本发明的专利范围，其中举例的电路结构以及电压波形，使用者可依实际的产品需要而有不同但等效的调整，以获得最佳的效果。

由上述可知，根据本发明，当电子装置进入睡眠模式时，仍可维持电子装置的运作，且具有以下较现有技术更佳的优点：

1、减少制造成本并缩小硬件体积；

2、仅需调整比较单元的预设电压V_th以及电阻电容值，即可调整附加功能模块的工作时间；以及

3、当系统进入睡眠模式时，自动唤醒电路仍在运作，因此当系统唤醒时，附加功能模块将返回一般的运作模式。

由以上所述可以清楚地明了，本发明是提供一种电子装置及其自动唤醒电路，当该电子装置进入睡眠模式时，仍可维持电子装置的运作，且达到减少制造成本以及缩小硬件体积的效果。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种电子装置，其特征在于，包含有：

一运算模块，用来执行该电子装置的一基本功能，并于该电子装置进入睡眠模式时，产生一第一控制信号；

一附加功能模块，耦接于该运算模块，用来提供该电子装置一附加功能，并产生一第二控制信号；以及

一电路唤醒模块，耦接于该运算模块与该附加功能模块，根据该第一控制信号与该第二控制信号来产生一第三控制信号；

其中当该电子装置进入睡眠模式时，该附加功能模块是根据该第三控制信号来维持该附加功能的运作；

该电路唤醒模块包含有：

一蓄电元件；

一充电单元，耦接于该蓄电元件，用来对该蓄电元件充电；

一放电单元，耦接于该蓄电元件，根据该第二控制信号来提供该蓄电元件一放电路径；以及

一比较单元，耦接于该蓄电元件，用来将该蓄电元件的一电压与一预设电压做比较，并产生该第三控制信号。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，为一手持式电子装置。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二控制信号为一脉冲信号。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该脉冲信号的周期等于该附加功能模块维持该附加功能的运作的周期。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该比较单元还耦接于该运算模块，以及该预设电压根据该第一控制信号而产生。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该放电单元还耦接于该运算模块，以及该放电路径与该第一控制信号的准位相关。

7.一种自动唤醒电路，应用于一电子装置，用来于该电子装置进入睡眠模式时维持该电子装置的一附加功能模块的运作，其特征在于，该自动唤醒电路包含有：

一蓄电元件；

一充电单元，耦接于该蓄电元件，用来对该蓄电元件充电；

一放电单元，耦接于该蓄电元件，根据一第一控制信号来提供该蓄电元件一放电路径；以及

一比较单元，耦接于该蓄电元件，用来将该蓄电元件的电压与一预设电压做比较，并产生一第二控制信号来控制该附加功能的运作。

8.根据权利要求7所述的自动唤醒电路，其特征在于，该第一控制信号是当该电子装置进入睡眠模式由该附加功能模块产生。

9.根据权利要求7所述的自动唤醒电路，其特征在于，该电子装置于睡眠模式下产生一第三控制信号，而该预设电压根据该第三控制信号而产生。

10.根据权利要求7所述的自动唤醒电路，其特征在于，该电子装置于睡眠模式下产生一第三控制信号，而该放电路径与该第三控制信号的准位相关。

11.根据权利要求7所述的自动唤醒电路，其特征在于，该第一控制信号为一脉冲信号。

12.根据权利要求11所述的自动唤醒电路，其特征在于，该脉冲信号的周期等于该附加功能模块于睡眠模式下的运作周期。

13.根据权利要求7所述的自动唤醒电路，其特征在于，该放电单元包含一开关元件，且该开关元件的导通状态受该第一控制信号控制。