CN102572592B

CN102572592B - 基于系统动态时钟管理的机顶盒待机控制方法

Info

Publication number: CN102572592B
Application number: CN201110443663.7A
Authority: CN
Inventors: 孙振银
Original assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: CN102572592A

Abstract

本发明提出一种基于系统动态时钟管理的机顶盒待机控制方法，利用动态时钟管理，将机顶盒系统设置成多工作模式，从而利用系统在不同工作模式下的自由切换，实现低功耗待机控制。本发明不需要另外增加外围器件和电路成本，待机功耗低、系统稳定性、维护性、扩展性和平台通用性强，系统软件控制方便，模式切换简单，采用本发明待机控制方法的机顶盒使用微分功率计测试结果如下：SLOW模式下，功耗在0.8w以下；DOZE模式下，功耗在0.5w以下，完全满足国家对绿色机顶盒产品的待机功耗要求。

Description

基于系统动态时钟管理的机顶盒待机控制方法

技术领域

本发明属于电视机技术领域，尤其涉及一种机顶盒的待机控制方法。

背景技术

目前，我国大部分的数字电视机顶盒正常工作功耗一般为8-15瓦，数字电视机顶盒系统的功耗主要由CPU功耗和外围器件的功耗组成，其中CPU功耗占了将近一半的比例，随着高清解码和多媒体处理技术的发展，CPU主频不断提高，其功耗将大大增加，而现有的数字机顶盒待机功能基本上采取两种方式实现：一、仅仅关闭机顶盒的音视频输出，再把指示灯显示为待机状态，其余部件的状态跟正常工作时相同，这种方式只是给用户感官上造成待机的假象，但是系统CPU以及其它外围电路仍在工作，待机功耗与正常工作时相差无几；二、增加单独单片机控制芯片，这种方式是目前大多数厂家采用的方式，通过待机时，单片机开始处于工作态并通过io和mos管控制关断主芯片和外围器件供电的方式，此种方式需要另外增加成本和硬件外围电路。

最新的中国广播电影电视行业标准已经明确规定了待机功耗要小于1W，为响应国家节能降耗政策和绿色电子产品号召，提出一种低成本的机顶盒低功耗待机控制方法则成为本发明所面临的课题。

发明内容

为解决现有机顶盒待机控制方法成本较高的问题，本发明提出一种基于系统动态时钟管理的机顶盒待机控制方法，为解决上述问题，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于系统动态时钟管理的机顶盒待机控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、将系统设为三种工作模式：NORMAL 模式、SLOW 模式和DOZE 模式，其中所述NORMAL 模式下系统由PLL时钟驱动，所述SLOW 模式下系统由外接晶振时钟驱动，所述DOZE 模式下系统由外接晶振分频的低频时钟驱动；

B、设置待机响应条件及待机唤醒条件：

C、根据待机响应条件控制系统各时钟源的切换进而选择进入SLOW 模式或DOZE 模式；

D、根据待机唤醒条件控制系统各时钟源的切换进而进入NORMAL 模式。

进一步地，所述B步骤中，待机响应条件包括遥控器按键键值或物理按键键值或定时进入待机时间。

进一步地，所述B步骤中，待机唤醒条件包括遥控器按键键值或物理按键键值或定时进入待机时间。

进一步地，所述D步骤中包括：

D1、加载最小系统代码；

D2、初始化最小系统下的遥控器按键键值、物理按键键值以及定时进入待机时间并保存；

D3、将待机唤醒条件与上述遥控器按键键值、物理按键键值以及定时进入待机时间进行比对后进入待机唤醒模式；

D4、重启系统，进入NORMAL 模式。

进一步地，所述C步骤中，通过模式控制寄存器配置系统的三种工作模式。

进一步地，所述B步骤中，待机时，机顶盒前面板上显示节目信息。

进一步地，所述B步骤中还包括设置机顶盒前面板的待机时显示模式。

进一步地，所述显示模式包括：显示节目号和/或显示时间信息。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：

本发明充分利用动态时钟管理，将机顶盒系统设置成多工作模式，从而利用系统在不同工作模式下的自由切换，实现低功耗待机控制。本发明不需要另外增加外围器件和电路成本，待机功耗低、系统稳定性、维护性、扩展性和平台通用性强，系统软件控制方便，模式切换简单，采用本发明待机控制方法的机顶盒使用微分功率计测试结果如下：SLOW模式下，功耗在0.8w以下；DOZE模式下，功耗在0.5w以下，完全满足国家对绿色机顶盒产品的待机功耗要求。

附图说明

图1为系统工作模式状态切换图；

图2为系统进入待机工作流程图；

图3为系统从待机状态唤醒工作流程图；

图4为最小系统软件控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一，首先规划和设置ARM系统工作在以下三种工作模式：1、NORMAL 模式：系统正常工作在 NORMAL 模式下，在此模式下，系统处于全速工作状态，cpu内部的各种频率都是由外部晶体经内部锁相环（PLL）倍频后产生，系统由片内 APLL 的输出时钟驱动，所有的模块均能正常工作于此时钟源；2、 SLOW 模式：SLOW 模式是一种慢速模式，在此模式下，系统由外接晶振时钟驱动，只有部分片内外设可以工作，如系统控制器、时钟计时器（Timer）、NAND flash 控制器（NANDC）等，所有对高速时钟有要求的模块在此时钟下无法工作，如 DDRC 等；3、DOZE 模式：DOZE 模式是一种低速模式。只有少量片内外设可以工作于 DOZE 模式，在此模式下，系统由外接晶振分频的 200kHz 低频时钟驱动，大部分片内外设无法工作，存储器接口无法工作，CPU和少量模块（如系统控制器、Timer、IR 和 UART等）可以工作于该模式。

系统控制器提供一个系统模式切换机制，用于控制系统时钟源的切换。模式切换由模式控制寄存器 SC_CTRL [modectrl]来配置，这 3 位定义了系统当前需要进入的操作模式：

001：系统切换到 DOZE 模式

010：系统切换到 SLOW 模式

100：系统切换到 NORMAL 模式

其它：保留

当要求的系统操作模式已在系统模式控制寄存器中作出指定，系统模式控制系统即开始朝指定的模式移动，在此期间不再需要其他的软件（命令）干预。当前系统状态可通过读取 SC_CTRL [modestatus]获得。这几位描述的系统当前状态不仅包括了上述的三个主要模式：NORMAL、SLOW、DOZE，还包括了 3个主要模式之间的几个中间态：SWfromPLL、SWtoPLL、PLLCTL、SWfromXTAL、SWtoXTAL、XTALCTL，具如图1所示。

NORMAL、SLOW、DOZE三种模式切换，可配置为直接切换，如系统当前处于NORMAL模式，可通过配置寄存器SC_CTRL [modectrl]为“001”进入DOZE模式。但实际系统运行过程中，是经历了“SWfromPLL” 、“SLOW” 、 “SWfromXTAL”等模式或中间态的，系统状态切换过程如图1所示，各种模式之间的切换涉及到的操作如下：

1、将 SC_CTRL [modectrl]的最高位设置为 0，系统会离开 NORMAL 模式，向慢速模式 SLOW 方向切换。

2、在系统由 NORMAL 模式进入 SLOW 模式过程中，系统首先进入 SWfromPLL中间态，这标志着系统时钟源将从 PLL 切换到晶振，当时钟切换完成后（Clock Switch Done），系统进入 SLOW 模式。

3、上电复位之后，系统处于 SLOW 模式，设置 SC_CTRL [modectrl]的最高位为 1，可以让系统进入 NORMAL 模式。切换到 NORMAL 模式的过程中，首先进入PLLCTL 中间态以使能 ARMPLL，在一个固定的等待时间（等待时间受SC_APLLCTRL[plltime]影响）之后，进入 SWtoPLL 中间态进行时钟源切换，切换完成（Clock Switch Done）之后系统进入 NORMAL 模式。

4、设置 SC_CTRL [modectrl]的高两位均为 0，可以让系统向低速的 DOZE 模式方向切换。系统首先会进入 SWfromXTAL 中间态，这标志着系统时钟源将从晶振时钟切换到晶振时钟分频得到的 200kHz低频时钟，当时钟切换完成后（Clock Switch Done），系统进入 DOZE 模式。

5、设置 SC_CTRL [modectrl]的高两位中的某位为 1，可以让系统向慢速的 SLOW 模式方向切换。切换到 SLOW 模式的过程中，首先进入 XTALCTL 中间态以初始化时钟模块，在一个固定的等待时间（等待时间受 SC_XTALCTRL [xtaltime]影响）之后，进入 SWtoXTAL 中间态进行时钟源切换，切换完成（Clock Switch Done）之后系统进入 SLOW 模式。

待机功能实现的软件控制过程如下：

1、设置待机设备支持的类型；待机响应和唤醒支持遥控按键响应，初始化遥控器的协议类型和前面板按键的类型；

2、设置待机唤醒条件；待机响应和待机唤醒支持不同ir协议的遥控器键值，系统初始化时，预先将所要设定的遥控待机键值和相对应的协议设置给待机状态的寄存器，寄存器保存相应的物理遥控键值，并在有遥控按键按下时，进行响应键值读取和响应；同时支持物理按键的响应，通过gpio读取响应的物理键值，并将其保存下来，当按键按下时，响应进入待机或唤醒待机；时间唤醒：用户设定一定的时间，待机后，待机最小模式系统仍然在工作，待机时间到，唤醒系统，并给系统其它部分上电，系统恢复正常工作状态；

3、设置前面板的待机时显示模式，待机时前面板显示状态有两种：显示节目号：将当前的节目号信息保存在前面板芯片的移位寄存中，进入待机模式时，将节目信息显示在led中；显示时间信息：待机前将当前系统获取的时间保存在前面板芯片的移位寄存器中，待机后，有最小系统接管控制，系统始终可以实时更新；

4、设置进入响应的待机模式，通过设置不同的寄存器状态，使ARM系统进入响应的待机模式。

下面结合图2、图3、图4予以详细介绍。

参考图2，系统进入待机工作流程如下：

步骤001：设置待机响应条件，通过设置遥控器按键键值或机顶盒物理按键键值或定时进入待机时间来设置待机响应条件；

步骤002：设置待机工作模式，待机工作模式包括两种：DOZE 模式和SLOW 模式；

步骤003：响应待机条件进入待机；

步骤004：判断选择进入DOZE 模式或SLOW 模式，本步骤根据遥控器按键键值或机顶盒物理按键键值或定时进入待机时间判断键入何种工作模式，若是DOZE 模式则执行步骤0041，若是SLOW 模式，则执行步骤0042；

步骤0041：进入到SLOW 模式，将CPU寄存器1设置为SLOW 模式，系统时钟源开始从PLL切换到晶振，进入到SLOW待机状态；

步骤0042：进入到SLOW 模式，具体与步骤0041相同；

步骤005：进入到DOZE 模式，将CPU寄存器2设置为DOZE模式，系统时钟源将从晶振时钟切换到晶振时钟分频得到的200KHz低频时钟，进入到DOZE待机状态；

步骤006：响应唤醒条件，本步骤进行后台待机控制进程处理并响应唤醒条件，即通过遥控器按键键值或机顶盒物理按键键值或定时唤醒待机时间作出响应。

机顶盒待机后，cpu通过工作模式的切换，运行于低功耗的最小模式系统状态，处于此工作状态的软件主要具备如下功能：响应待机唤醒的条件，并实现待机唤醒后启动，恢复正常工作状态。

其实现方法如下：通过调用linux内核的ioctl函数，加载minisys_code，系统控制权由linux内核切换到cpu简单工作模式；minisys_code通过keic51进行编写和编译，通过相关工具将其代码转换成二进制形式，并将二进制代码组织称数组形式，以便于linux内核的ioctl函数加载到系统运行。

最小系统即保证系统保持特定工作状态和功能的最小工作模式，亦即中央处理器和外围器件、电路工作于最小功耗、最小功能的简单模式下，运行于SLOW 模式或DOZE 模式下的低功耗cpu和外围器件系统的集合。本专利中的最小系统工作在低频状态，代码运行于cpu缓存而不是系统存储器DDRAM中，将不需要的功能模块关掉如以太网模块、USB模块、DMX模块、以及外围电路模块；只保持红外遥控、按键、计时器等最小功能模块。

参考图4，其最小系统软件的控制流程如下：

0061：开始；

0062：加载最小系统代码，本步骤中，将最小系统代码加载到系统缓存cahe；

0063：初始化最小系统下的遥控器按键键值和led显示buffer即物理按键键值以及定时进入待机时间；

0064：保存遥控器按键键值、物理按键键值以及定时进入待机时间；

0065：检测到唤醒条件并判断是上述三种的哪一种；

0066：根据唤醒条件与已经初始化的键值进行比对，如果键值和设定值一致或者时间与目前的cpu计时时间一致，则进入待机唤醒模式；

0067：唤醒系统并重启系统，使机顶盒进入正常工作状态。

参考图3，系统待机唤醒工作流程如下：

步骤006：响应唤醒条件；

步骤007：判断待机状态，若是DOZE 模式则执行步骤008，若是SLOW 模式，则执行步骤009；

步骤008：进入到SLOW 模式，将CPU寄存器3设置为DOZE-SLOW切换模式，系统时钟源将从200KHz低频时钟切换到晶振时钟，系统进入到SLOW状态；

步骤009：进入到NORMAL 模式，将CPU寄存器4设置为SLOW-NORMAL模式，系统时钟源开始从晶振时钟切换到PLL，系统进入到NORMAL工作状态；

步骤010：待机唤醒工作结束。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种基于系统动态时钟管理的机顶盒待机控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

B、设置待机响应条件及待机唤醒条件；

步骤004：根据遥控器按键键值或机顶盒物理按键键值或定时进入待机时间判断键入何种工作模式，若是DOZE 模式则依次执行步骤0041、005，若是SLOW 模式，则执行步骤0042；

步骤0042：进入到SLOW 模式，具体与步骤0041相同；

D、根据待机唤醒条件控制系统各时钟源的切换进而进入NORMAL 模式；

步骤010：待机唤醒工作结束；；所述B步骤中，待机响应条件包括遥控器按键键值或物理按键键值或定时进入待机时间；

所述B步骤中，待机唤醒条件包括遥控器按键键值或物理按键键值或定时进入待机时间；

所述D步骤中包括：

D1、加载最小系统代码；

D4、重启系统，进入NORMAL 模式。

2.根据权利要求1所述的机顶盒待机控制方法，其特征在于：所述C步骤中，通过模式控制寄存器配置系统的三种工作模式。

3.根据权利要求2所述的机顶盒待机控制方法，其特征在于：所述B步骤中，待机时，机顶盒前面板上显示节目信息。

4.根据权利要求1所述的机顶盒待机控制方法，其特征在于：所述B步骤中，待机时，机顶盒前面板上显示节目信息。

5.根据权利要求3所述的机顶盒待机控制方法，其特征在于：所述B步骤中还包括设置机顶盒前面板的待机时显示模式。

6.根据权利要求4所述的机顶盒待机控制方法，其特征在于：所述B步骤中还包括设置机顶盒前面板的待机时显示模式。

7.根据权利要求6所述的机顶盒待机控制方法，其特征在于：所述显示模式包括：显示节目号和/或显示时间信息。