CN102346540B - 一种降低电子设备功耗的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低电子设备功耗的装置及方法，所述方法包括：获取负载模块的负载状态信息；依据所述负载状态信息以及预存储的逻辑映射查询表，得到电压调节信号；依据所述电压调节信号，调节负载模块输入端的输入电压大小。本发明引入了逻辑映射查找表的机制，当负载状态发生变化时，能够自动调整负载模块的输入电压大小，实现电子设备的节能，从而达到低功耗的目的。

Description

一种降低电子设备功耗的装置及方法

技术领域

本发明涉及电子产品的低功耗节能技术领域，更为具体地，涉及一种降低电子设备功耗的装置及方法。

背景技术

随着电子产品在日常生活与工作中的广泛应用，人们对于电子设备的节能环保要求也不断的在提高，因此如何提高电子设备的电能效率越来越受到人们的重视。

在许多应用场合中，电子设备往往可以依据负载的变化情况来调整负载的输入电压，以达到节能环保、提高电能效率的目的。基于此，现有的电子设备的节能方式主要是通过以下两种途径来实现的：

第一种，提高电子设备中电源转换器的转换效率，降低转换损耗，以此来达到节能目的；

第二种，当电子设备在业务量发生变化时，通过关闭一些不必要的端口或者关闭一些不必要的功能，比如使该电子设备的某一端口或功能进入睡眠模式/打盹模式，以此来达到降低电子设备功耗的目的。

另外，现有的许多电子产品具有多种电压配置方式，但在实际应用过程中，往往只选用了其中固定的一种电压配置方式，并且不能依据实际应用场合的变化来进行电压配置方式的自动调整。

目前，有采用软件调整负载输入电压的方法出现，采用该方法，需要在输入电压的调整过程中，先检测DC/DC转换器输出端电压，再与软件设定的目标电压进行比较，依据比较值进行计算并产生DC/DC转换器的输出电压校准信号，以此来实现对DC/DC转换器的输出电压或负载的输入电压的调整。但这种调整方法由于反馈速度慢，往往与实际调整目标存在时间延时和幅度误差，且收敛时间长。因此该方法只适用于负载变化较慢的情形，而当负载以较快的速度变化时，采用该方法无法实现对DC/DC转换器的输出电压迅速做出调整，因此其适用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低电子设备功耗的装置及方法，通过采用逻辑映射查找表来调整DC-DC模块的输出电压大小，从而实现低功耗的目的。

为了达到本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种降低电子设备功耗的装置，包括直流转换DC-DC模块、负载模块、控制与检测模块，以及反馈模块，其中，

DC-DC模块，其电压输入端连接至输入电源，其电压调节信号输入端连接至反馈模块，其电压输出端连接至负载模块，用于接收反馈模块发送的电压调节模拟信号并据此调节DC-DC模块电压输出端的输出电压大小；

负载模块，其输入端连接至DC-DC模块的电压输出端，其检测端连接至控制与检测模块；

控制与检测模块，其第一输入端连接至负载模块的第一输出端，其输出端连接至反馈模块，用于从所述负载模块获取负载状态信息，并依据该负载状态信息以及预存储于控制与检测模块中的逻辑映射查询表向所述反馈模块发送电压调节信号；

反馈模块，其输入端连接至控制与检测模块，其输出端连接至DC-DC模块，用于接收电压调节信号，处理后发送至所述DC-DC模块。

优选地，所述反馈模块为D/A转换器，用于从控制与检测模块接收电压调节信号，经D/A转换后向所述DC-DC模块发送模拟电压调节信号。

优选地，所述控制与检测模块包括检测模块、控制模块，以及数据模块，其中，

检测模块，其第一输入端连接至负载模块的检测端，其输出端连接至控制模块，用于从所述负载模块获取负载状态信息并将其发送至控制模块；

控制模块，其第一输入端连接至检测模块，第二输入端连接至数据模块，输出端连接至反馈模块，用于从所述检测模块接收负载状态信息，并依据该负载状态信息调用预存储于数据模块中的逻辑映射查询表，得到电压调节信号并发送至反馈模块；

数据模块，其连接至控制模块，用于存储逻辑映射查询表。

优选地，还包括校正模块，其输入端连接至DC-DC模块的电压输出端，其输出端连接至控制与检测模块，用于获取DC-DC模块的输出电压大小，处理后反馈至所述控制与检测模块。

优选地，所述校正模块包括A/D转换器，以及校正控制模块，其中，

A/D转换器，其输入端连接至DC-DC模块的电压输出端，输出端连接至校正控制模块的输入端，用于获取DC-DC模块的输出电压大小，经A/D转换后发送至校正控制模块；

校正控制模块，其输出端连接至控制与检测模块，用于根据所述输出电压大小以及对应的目标输出电压大小向所述控制与检测模块发送电压微调信号。

优选地，所述校正控制模块的输出端连接至检测模块的第二输入端。

优选地，所述校正控制模块从所述检测模块获取负载状态信息，并依据所述负载状态信息得到目标输出电压大小。

一种降低电子设备功耗的方法，包括：

获取负载模块的负载状态信息；

依据所述负载状态信息以及预存储的逻辑映射查询表，得到电压调节信号；

依据所述电压调节信号，调节负载模块输入端的输入电压大小。

优选地，所述逻辑映射查询表中的内容依据D/A转换后的模拟电压调节信号的大小与实际测试所需要的数值来填入。

优选地，在执行完所有步骤之后，还包括：

获取负载模块输入端的输入电压大小；

依据所述输入电压大小以及对应的目标输入电压大小，得到电压微调信号；

依据所述电压微调信号，调节负载模块输入端的输入电压大小。

优选地，所述目标输入电压大小依据负载模块的负载状态信息而得到。

通过上述本发明的技术方案可以看出，与现有技术相比，现有的进行负载模块输入电压调整从而进行降低负载模块功耗的方法虽然引入了软件调节的方式，但由于不是基于逻辑映射查找表的方法，在电压调节过程中，调节收敛慢，不能适用于负载模块状态快速变化的情形。本发明引入了逻辑映射查找表的机制，当负载状态发生变化时，能够自动调整负载模块的输入电压大小，实现电子设备的节能，从而达到低功耗的目的，通过软件的逻辑映射查找表方法来调整负载模块输入电压，避免了电子设备出厂后对于其电压调节需要人工干预，并且较现有的软件调节方法来说，可以实现对负载模块的输入电压实时快速的调节，尤其适用于负载模块变化范围大、变化速率快的电子设备。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的降低电子设备功耗的装置的结构示意图；

图2是本发明提供的降低电子设备功耗的方法流程示意图；

图3是本发明一实施例提供的降低电子设备功耗的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种降低电子设备功耗的装置，如图1所示，包括直流转换DC-DC模块30、负载模块40、控制与检测模块10，以及反馈模块20，其中，

DC-DC模块30，其电压输入端连接至电源，其电压调整信号端连接至反馈模块20，其电压输出端连接至负载模块40，用于接收反馈模块20发送的电压调节模拟信号并据此调节DC-DC模块30电压输出端的输出电压大小；其中，所述电源可以为电子设备本身的供电装置，例如电池，也可以为外部为其直接供电的电源，例如电源适配器。

负载模块40，其输入端连接至DC-DC模块30的电压输出端，其输出端连接至控制与检测模块10；对于所述负载模块40，其为电子设备的各个功能模块、端口等能够耗费电能的部分。

控制与检测模块10，其第一输入端连接至负载模块40的第一输出端，其输出端连接至反馈模块20，用于从所述负载模块40获取负载状态信息，并依据该负载状态信息以及预存储于控制与检测模块10中的逻辑映射查询表向所述反馈模块20发送电压调节信号；其中，对于所述负载状态信息包括但不限于如下几种信息：负载类型信息、单板类型信息、端口流量统计信息、资源占用信息等，在本发明中，所述预存储于控制与检测模块10中的逻辑映射查询表规定了在一定的负载状态信息之下所对应的负载模块40输入端的输入电压大小值(DC-DC模块30电压输出端的输出电压大小值)，即当控制与检测模块10获得负载40的实际负载状态信息，即可据此查询逻辑映射查询表并快速的得到相应的电压调节信号，通过反馈模块20将该电压调节信号反馈至DC-DC模块30，从而调整DC-DC模块30电压输出端的输出电压大小值。

反馈模块20，其输入端连接至控制与检测模块10，其输出端连接至DC-DC模块30，用于接收电压调节信号，处理后发送至所述DC-DC模块30。

其中，所述逻辑映射查询表的输入为存储单元的地址，所述逻辑映射查询表的输出为存储单元的内容，该内容映射为对应大小的电压调节信号，该电压调节信号经过D/A转换为模拟电压调节信号后送入DC/DC模块，所述逻辑映射查询表中的内容依据D/A转换后的模拟电压调节信号的大小与实际测试所需要的数值来填入。

继续参照图1，在本发明中一种优选实施方式中，所述反馈模块20为D/A转换器，用于从控制与检测模块10接收电压调节信号，经D/A转换后向所述DC-DC模块30发送模拟电压调节信号。

继续参照图1，在本发明中一种优选实施方式中，所述控制与检测模块10包括检测模块102、控制模块101，以及数据模块103，其中，

检测模块102，其第一输入端连接至负载模块40的检测端，其输出端连接至控制模块101，用于从所述负载模块40获取负载状态信息并将其发送至控制模块；

控制模块101，其第一输入端连接至检测模块102，第二输入端连接至数据模块103，输出端连接至反馈模块20，用于从所述检测模块102接收负载状态信息，并依据该负载状态信息调用预存储于数据模块103中的逻辑映射查询表，得到电压调节信号并发送至反馈模块20；

数据模块103，其连接至控制模块101，用于存储逻辑映射查询表。

在本发明中一种优选实施方式中，如图1所示，所述降低电子设备功耗的装置还包括校正模块50，其输入端连接至DC-DC模块30的电压输出端，其输出端连接至控制与检测模块10，用于获取DC-DC模块30的输出电压大小，处理后反馈至所述控制与检测模块10。

优选实施方式下，所述校正模块50包括A/D转换器501，以及校正控制模块502，其中，

A/D转换器501，其输入端连接至DC-DC模块30的电压输出端，输出端连接至校正控制模块502的输入端，用于获取DC-DC模块30的输出电压大小，经A/D转换后发送至校正控制模块502；

校正控制模块502，其输出端连接至控制与检测模块10，用于根据所述输出电压大小以及对应的目标输出电压大小向所述控制与检测模块10发送电压微调信号。其中，所述校正控制模块502的输出端连接至检测模块102的第二输入端。所述校正控制模块502从所述检测模块102获取负载状态信息，并依据所述负载状态信息得到目标输出电压大小。在本发明中，检测与控制模块10包含的检测模块102实时检测负载模块40的负载状态信息，检测模块102在将该负载状态信息实时发送至检测与控制模块10包含的控制模块101的同时，也将其发送至校正控制模块502，此时，校正控制模块502依据该负载状态信息也计算得到实时的目标输出电压大小值，从而校正控制模块502依据负载模块40的输入电压大小值以及对应的目标输出电压大小值，得到电压微调信号并发送至检测与控制模块10包含的检测模块102，并最终被检测与控制模块102包含的控制模块101所处理，所述控制模块101依据该电压微调信号对负载模块40的输入电压进行微调。

本发明还提供了一种降低电子设备功耗的方法，如图2所示，该方法包括：

S200、获取负载的负载状态信息；

S201、依据所述负载状态信息以及预存储的逻辑映射查询表，得到电压调节信号；

S202、依据所述电压调节信号，调节负载输入端的输入电压大小。

其中，所述逻辑映射查询表的输入为存储单元的地址，所述逻辑映射查询表的输出为存储单元的内容，该内容映射为对应大小的的电压调节信号，该电压调节信号经过D/A转换为模拟电压调节信号后送入DC/DC，模块，所述逻辑映射查询表中的内容依据D/A转换后的模拟电压调节信号的大小与实际测试所需要的数值来填入。

优选地，在执行完所有步骤之后，还包括：

S203、获取负载输入端的输入电压大小；

S204、依据所述输入电压大小以及对应的目标输入电压大小，得到电压微调信号；

S205、依据所述电压微调信号，调节负载输入端的输入电压大小。

在所述步骤S204中，所述目标输入电压大小依据负载的负载状态信息而得到。

参照图3，其为本发明一实施例提供的降低电子设备功耗的方法流程图，并结合图1，所述方法包括如下步骤：

S100、用以降低电子设备功耗的装置上电，进入正常的运行阶段；

S101、装置检测负载状态信息，并统计负载模块40的运行情况；

S102、装置判断当前的负载模块40情况，依据逻辑映射查询表决定是否进行负载模块40输入电压调整；如果不需要调整则保持原状态运行，转步骤S101；如果需要调整负载模块40输入电压，则进入步骤S103；

S103、装置依据当前负载模块40情况以及逻辑映射查询表，在预先调整校正好并予以预存储的逻辑映射查找表中找到相应的调整参数，并发出用以调整负载模块40输入电压的电压调节信号；

S104、D/A转换器接收电压调节信号，并输出模拟电压调节信号至DC/DC转换器；

S105、DC/DC模块依据模拟电压调节信号调整其包括的开关电路的占空比，实现负载模块40输入电压的调节；

S106、连接至负载模块40输入端的A/D转换器检测实际的负载模块40输入端的输入电压，反馈到校正控制模块，校正控制模块比较所述输入电压以及对应的目标输入电压大小，如果两者在可接受的误差范围内，返回步骤S101；否则，校正控制模块向检测与控制模块发送电压微调信号，控制对负载模块40的输入电压进行微调。

与现有技术相比，现有的进行负载输入电压调整从而进行降低负载功耗的方法虽然引入了软件调节的方式，但由于不是基于逻辑映射查找表的方法，在电压调节过程中，调节收敛慢，不能适用于负载状态快速变化的情形。本发明引入了逻辑映射查找表的机制，当负载状态发生变化时，能够自动调整负载的输入电压大小，实现电子设备的节能，从而达到低功耗的目的，通过软件的逻辑映射查找表方法来调整负载输入电压，避免了电子设备出厂后对于其电压调节需要人工干预，并且较现有的软件调节方法来说，可以实现对负载的输入电压实时快速的调节，尤其适用于负载变化范围大、变化速率快的电子设备。

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种降低电子设备功耗的装置，其特征在于，包括直流转换DC-DC模块、负载模块、控制与检测模块、反馈模块和校正模块，其中，

DC-DC模块，其电压输入端连接至设备电源，其电压调整信号端连接至反馈模块，其电压输出端连接至负载模块，用于接收反馈模块发送的电压调节模拟信号并据此调节DC-DC模块电压输出端的输出电压大小；

负载模块，其输入端连接至DC-DC模块的电压输出端，其检测端连接至控制与检测模块；

控制与检测模块，其第一输入端连接至负载模块的第一输出端，其输出端连接至反馈模块，用于从所述负载模块获取负载状态信息，并依据该负载状态信息以及预存储于控制与检测模块中的逻辑映射查询表向所述反馈模块发送电压调节信号；

反馈模块，其输入端连接至控制与检测模块，其输出端连接至DC-DC模块，用于接收电压调节信号，处理后发送至所述DC-DC模块；

校正模块，其输入端连接至DC-DC模块的电压输出端，其输出端连接至控制与检测模块，用于获取DC-DC模块的输出电压大小，处理后反馈至所述控制与检测模块。

2.如权利要求1所述的降低电子设备功耗的装置，其特征在于，所述反馈模块为D/A转换器，用于从控制与检测模块接收电压调节信号，经D/A转换后向所述DC-DC模块发送模拟电压调节信号。

3.如权利要求1所述的降低电子设备功耗的装置，其特征在于，所述控制与检测模块包括检测模块、控制模块，以及数据模块，其中，

检测模块，其第一输入端连接至负载模块的检测端，其输出端连接至控制模块，用于从所述负载模块获取负载状态信息并将其发送至控制模块；

控制模块，其第一输入端连接至检测模块，第二输入端连接至数据模块，输出端连接至反馈模块，用于从所述检测模块接收负载状态信息，并依据该负载状态信息调用预存储于数据模块中的逻辑映射查询表，得到电压调节信号并发送至反馈模块；

数据模块，其连接至控制模块，用于存储逻辑映射查询表。

4.如权利要求1所述的降低电子设备功耗的装置，其特征在于，所述校正模块包括A/D转换器，以及校正控制模块，其中，

A/D转换器，其输入端连接至DC-DC模块的电压输出端，输出端连接至校正控制模块的输入端，用于获取DC-DC模块的输出电压大小，经A/D转换后发送至校正控制模块；

校正控制模块，其输出端连接至控制与检测模块，用于根据所述DC-DC模块的输出电压大小以及对应的目标输出电压大小向所述控制与检测模块发送电压微调信号。

5.如权利要求4所述的降低电子设备功耗的装置，其特征在于，所述校正控制模块的输出端连接至所述控制与检测模块的第二输入端。

6.如权利要求5所述的降低电子设备功耗的装置，其特征在于，所述校正控制模块从所述控制与检测模块获取负载状态信息，并依据所述负载状态信息得到目标输出电压大小。

7.一种降低电子设备功耗的方法，其特征在于，包括：

获取负载模块的负载状态信息；

依据所述负载状态信息以及预存储的逻辑映射查询表，得到电压调节信号；

依据所述电压调节信号，调节负载模块输入端的输入电压大小；

获取负载模块输入端的输入电压大小；

依据所述输入电压大小以及对应的目标输入电压大小，得到电压微调信号；

依据所述电压微调信号，调节负载模块输入端的输入电压大小。

8.如权利要求7所述的降低电子设备功耗的方法，其特征在于，所述逻辑映射查询表中的内容依据该电压调节信号经D/A转换后的模拟电压调节信号的大小与实际测试所需要的数值来填入。

9.如权利要求7所述的降低电子设备功耗的方法，其特征在于，所述目标输入电压大小依据负载模块的负载状态信息而得到。