CN103024543A - 机顶盒低功耗实现方法和实现装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机顶盒低功耗实现方法和实现装置，所述机顶盒包括主芯片和外围设备，主芯片包括内部设备接口和主CPU；所述方法包括机顶盒待机过程和机顶盒唤醒过程；机顶盒待机过程包括下述步骤：接收到待机信号；关闭外围设备的电源；控制主芯片内部设备接口运行在低功耗状态；控制主芯片主CPU运行在低功耗状态。本发明在机顶盒待机时通过软件方式顺序控制机顶盒中的功耗设备，实现待机时机顶盒的低功耗，无需增加硬件结构和硬件成本，简化了低功耗实现过程。

Description

机顶盒低功耗实现方法和实现装置

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，具体地说，是涉及一种机顶盒低功耗实现方法和实现装置。

背景技术

为实现机顶盒的低功耗，现有技术通常采用的方法是：在机顶盒产品上额外增设一个单片机，单独控制主板电路的供电状态，以达到控制功耗、实现待机低功耗的目的。此方法的缺点显而易见：一是增加单片机，硬件成本增加；二是单片机是一个独立的MCU，需要单独的代码编写机制，生产时需要单独烧录，开发和生产都比较繁杂；三是单片机升级麻烦，不能通过主机直接升级；四是待机时对主板电路断电，这样在唤醒时，主板要重新上电，机顶盒需要重新启动，启动时间较长，用户体验差。

发明内容

本发明的目的是提供一种机顶盒低功耗实现方法和实现装置，在机顶盒待机时通过软件方式顺序控制机顶盒中的功耗设备，实现待机时机顶盒的低功耗，无需增加硬件结构和硬件成本，简化了低功耗实现过程。

为实现上述发明目的，本发明提供的低功耗实现方法采用下述技术方案予以实现：

一种机顶盒低功耗实现方法，所述机顶盒包括主芯片和外围设备，主芯片包括内部设备接口和主CPU；所述方法包括机顶盒待机过程和机顶盒唤醒过程；

机顶盒待机过程包括下述步骤：

接收到待机信号；

关闭外围设备的电源；

控制主芯片内部设备接口运行在低功耗状态；

控制主芯片主CPU运行在低功耗状态。

如上所述的方法，为便于快速唤醒待机状态的机顶盒，所述控制主芯片主CPU运行在低功耗状态的过程为：修改主CPU中寄存器的值，进入主CPU低功耗工作模式；挂起指定进程，并记录挂起点；执行待机运行程序。

如上所述的方法，所述寄存器包括有中断寄存器，所述主CPU运行在低功耗状态时，所述待机运行程序读取中断寄存器的状态，在检测到有中断信号、并判定中断信号为唤醒信号时，唤醒机顶盒。

如上所述的方法，所述机顶盒唤醒过程具体包括下述步骤：

修改主CPU寄存器值，进入主CPU正常工作模式，并根据记录的挂起点恢复进程；

控制主芯片内部设备接口运行在正常状态；

开启外围设备的电源。

如上所述的方法，所述中断寄存器可以为机顶盒遥控器中断寄存器，则所述中断信号为机顶盒遥控器发出的红外遥控信号，所述待机运行程序通过下述方法判断中断信号是否为唤醒信号：

待机运行程序对红外遥控信号解码，获得遥控信号中的实际按键码值，将实际按键码值与机顶盒初始化时注册的唤醒按键码值相比较；若两个按键码值相同，判定中断信号为唤醒信号。

如上所述的方法，为支持不同遥控器的唤醒，在机顶盒初始化时注册多个遥控器协议及与遥控器协议相对应的多个唤醒按键码值；所述待机运行程序从红外遥控信号的头部数据中解析出遥控器协议，从注册的多个遥控器协议中查找到相对应的遥控器协议，并根据该遥控器协议的解码规则对红外遥控信号解码，获得遥控信号中的实际按键码值；读取该遥控器协议对应的唤醒按键码值，将实际按键码值与唤醒按键码值相比较；若两个按键码值相同，判定中断信号为唤醒信号。

如上所述的方法，所述中断寄存器还可以为定时器中断寄存器，则所述中断信号为定时器中断信号，在接收到待机信号时，根据唤醒定时时间设置定时器，并在定时器定时时间到达后发出定时器中断信号，从而实现多方式的唤醒。

为实现前述发明目的，本发明提供的低功耗实现装置采用下述技术方案来实现：

一种机顶盒低功耗实现装置，所述机顶盒包括主芯片和外围设备，主芯片包括内部设备接口和主CPU；所述低功耗实现装置包括：

待机信号接收模块，用来接收待机信号；

外围设备电源控制模块，用来关闭/开启外围设备的电源；

内部设备接口低功耗控制模块，用来控制主芯片内部设备接口在低功耗状态和正常状态之间切换；

主CPU低功耗控制模块，用来控制主芯片主CPU在低功耗状态和正常状态之间切换。

如上所述的装置，所述主CPU低功耗控制模块具体包括：

寄存器修改单元，用来修改主CPU中寄存器的值；

工作模式选择单元，用来选择主CPU的待机工作模式或正常工作模式；

进程挂起单元，用来挂起指定进程；

挂起点记录单元，用来记录进程挂起点。

如上所述的装置，其特征在于，所述主CPU低功耗控制模块还包括：

中断信号读取单元，用来读取中断寄存器的状态，以获得中断信号；

唤醒信号判定单元，用来判定中断信号读取单元所读取的中断信号是否为唤醒信号；

进程恢复单元，与所述挂起点记录单元相连接，用来根据进程挂起点恢复进程。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、在机顶盒待机时，通过软件方式顺序控制机顶盒中的功耗设备停止工作或进入低功耗状态，实现待机时机顶盒的低功耗，无需增加硬件结构，避免了硬件结构单独开发和生产的复杂过程及成本，简化了低功耗实现过程。

2、在机顶盒主CPU进入低功耗工作状态时，挂起指定进程并记录挂起点，在唤醒主CPU时，可以根据进程挂起点快速恢复至待机前的状态，从而实现了待机状态下的快速唤醒，提高了用户体验。

3、能够兼容遥控器唤醒和定时器唤醒，扩展了唤醒方式，满足了不同市场的需求。

4、通过在预先注册多遥控器协议及唤醒按键码值，能满足多种不同市场遥控器、或同一市场不同遥控器或同时支持多种协议的一个遥控器的使用，提高了机顶盒产品对遥控器的兼容性，有利于保持产品的稳定性和可维护性。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明机顶盒低功耗实现方法一个实施例实现机顶盒待机的主流程图；

图2是图1实施例中控制主CPU运行在低功耗状态的具体流程图；

图3是本发明机顶盒低功耗实现方法一个实施例实现机顶盒唤醒的主流程图；

图4是本发明机顶盒低功耗实现装置一个实施例的结构原理框图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

首先，简要说明本发明的技术思路：现有技术为了实现机顶盒的低功耗，通常的做法是采用硬件结构来完成。具体来说，在机顶盒上额外设置一个单片机，单独控制主板电路的供电状态，在待机状态下切断主板供电，而单片机正常工作，利用单片机检测唤醒信号，并在检测到唤醒信号时为主板上电，重启机顶盒而进入正常工作状态。对于这种硬件低功耗的实现方式，其存在着结构复杂、开发和生产及维护繁琐、机顶盒启动速度慢、成本等问题。鉴于此，本发明考虑通过软件来控制，通过特定顺序控制机顶盒中的功耗设备停止工作或处于低功耗运行状态，以简单的过程、较低的成本实现机顶盒的低功耗。下面以实施例的方式就软件方式实现机顶盒低功耗的具体实现过程作一详细描述。

请参考图1所示的本发明机顶盒低功耗实现方法的一个实施例，该实施例为软件方式实现机顶盒待机、进而降低机顶盒待机功耗的主流程图。对于机顶盒产品来说，其功耗设备分为三部分：一是外围设备，包括高频头、Flash等；二是主芯片内部设备接口，包括各种总线、USB接口、PIO（可编程端口）、音视频相关接口等；三是主芯片主CPU。因此，要降低机顶盒待机时的功耗，就是对这些功耗设备进行功率控制，具体控制过程如下：

步骤11：流程开始。

步骤12：接收到待机信号。

待机信号一般是通过机顶盒遥控器发出的红外遥控信号。机顶盒红外信号接收模块接收遥控器发出的红外遥控信号，对红外遥控信号解码后可以获知接收的信号是否为待机信号。

在接收到待机信号后，将按照下述顺序对功耗设备进行功率控制。

步骤13：关闭外围设备的电源。

对于高频头、Flash等外围设备，直接通过软件改变其供电电路中的供电信号，以关闭其供电电源，实现外围设备功耗的降低。

步骤14：控制主芯片内部设备接口运行在低功耗状态。

对于主芯片内部设备接口来说，可以通过降低其时钟频率及设置相应寄存器值而使其工作在低功耗状态，达到降低功耗的目的。

步骤15：控制主芯片主CPU运行在低功耗状态。

主CPU运行在低功耗状态的一个具体控制过程可以参考图2所示及下述对图2的描述。

步骤16：机顶盒待机运行。

步骤17：流程结束。

通过上述对各类功耗设备的控制，机顶盒将运行在低功耗的待机状态下，实现机顶盒的低功耗。

上述步骤15控制主芯片主CPU运行在低功耗状态可以采用图2的具体流程来实现，具体如下：

步骤151：修改主CPU中寄存器的值。

主CPU中一般可以通过修改寄存器的值来改变其运行状态。在待机低功耗状态下，大部分主CPU设备可以处于低功耗运行状态，而为保证能够接收机顶盒唤醒信号，主CPU中有些设备必须要正常运行，例如，接收唤醒信号的中断设备等，因此，根据实际需要修改主CPU中相应寄存器的值。

步骤152：进入主CPU低功耗工作模式。

在修改寄存器值的同时，将主CPU的工作模式切换到低功耗工作模式。

步骤153：挂起指定进程，并记录进程挂起点。

在进入主CPU低功耗工作模式之后，为便于快速唤醒待机状态的机顶盒，将待机前的大部分进程挂起，并记录进程挂起点。有些进程还需要继续执行，如待机运行程序中的进程，因此，挂起的进程主要是指除待机运行程序中的进程之外的其他进程，如节目播放进程等。

步骤154：执行待机运行程序。

这里的待机运行程序是指在待机过程中可以接收中断信号、判断中断信号是否为唤醒信号、且在接收到唤醒信号时可以执行机顶盒唤醒操作的一些核心程序。

在待机运行过程中，待机运行程序将循环读取相关中断寄存器状态，在检测到中断信号时，将进行中断处理，判断是否满足唤醒条件，如果满足，将执行唤醒机顶盒的过程。

请参考图3，该图3所示为本发明机顶盒低功耗实现方法一个实施例实现机顶盒唤醒的主流程图，该唤醒流程是针对采用图1和图2流程进入待机过程的机顶盒的唤醒流程。

如图3所示，唤醒机顶盒的具体过程如下：

步骤301：读取中断寄存器状态，检测中断信号。

如上所述，在待机运行过程中，待机运行程序将不断读取相关中断寄存器状态，以检测是否存在中断信号。在该实施例中，为满足不同用户的唤醒操作，采用了遥控器唤醒和定时器唤醒两种唤醒方式。相应的，中断寄存器包括有遥控器中断寄存器和定时器中断寄存器，待机运行程序通过读取遥控器中断寄存器判断是否接收到遥控器红外信号，通过检测定时器中断寄存器检测是否存在定时器中断信号。其中，如果采用定时器唤醒,在接收到待机信号时，将根据唤醒定时时间设置定时器，那么，在定时时间到达后将会发出定时器中断信号。

步骤302：判断是否存在有中断信号。若有，执行步骤303；否则，转至步骤301，继续读取有关中断寄存器状态，直至检测到中断信号。

步骤303：在检测到中断信号时，判断中断信号是否为红外遥控信号。若是，转至步骤305；若否，执行步骤304。

步骤304：如果中断信号不是红外遥控信号，再判断中断信号是否是定时器中断信号。若是，转至步骤309；否则，说明中断信号不是机顶盒唤醒信号，则转至步骤301，继续读取有关中断寄存器状态，直至检测到中断信号。

步骤305：在判断中断信号时红外遥控信号时，从红外遥控信号的头部数据中解析出遥控器协议。

步骤306：从已注册的遥控器协议中查找到相对应的遥控器协议，并根据该遥控器协议的解码规则对红外遥控信号解码，获得红外遥控信号中的实际按键码值。

在该实施例中，为兼容不同协议遥控器的唤醒中断，在主芯片软件中预置了多种遥控器协议以及每种遥控器协议所对应的唤醒按键码值，一种遥控器协议可能对应一种唤醒按键码值，也可能根据遥控信号中系统码的不同而对应有多种唤醒按键码值。在待机运行程序初始化时，将多遥控器协议及其唤醒按键码值进行注册。在接收到红外遥控信号时，通过解析信号的头部数据，可以获得当前信号的遥控器协议，然后从已注册的遥控器协议中查找相应的协议，且能获知该协议的解码规则。然后，根据解码规则对红外遥控信号进行解码，即可获得遥控信号所包含的实际按键码值。

通过预置并注册多种遥控器协议，待机运行程序能够识别出多种不同类型的遥控器唤醒信号，在因市场更换而更换遥控器、或同一市场出现多种协议遥控器、或一种遥控器同时支持多种协议的情况下，无需更改底层软件，就可以实现正常的遥控器唤醒功能，提高了机顶盒产品对的通用性，有利于保持产品的稳定性和可维护性。

步骤307：读取与遥控器协议相对应的唤醒按键码值。

如果一种遥控器对应有多个唤醒按键码值，则唤醒按键码值中除了包括有唤醒按键的实际键值之外，还包括有该按键对应的遥控信号的系统码；同样的，如果接收到的遥控信号为这种协议类型的遥控器发出的信号，则其遥控信号中也会包括有系统码。因此，能够确保从已注册的遥控器协议和唤醒按键码值中查找到与所接收信号中的实际按键码值相一致的唤醒按键码值。

步骤308：判断实际按键码值与唤醒按键码值是否相同。若相同，执行步骤309；否则，判定所接收的红外遥控信号不是唤醒信号，则转至步骤301，继续读取有关中断寄存器状态，直至检测到中断信号。

步骤309：该步骤由步骤304和步骤308的判断结果转来，即：如果判定中断信号是唤醒定时器中断信号或遥控器唤醒信号，判定中断信号为唤醒信号，唤醒机顶盒。唤醒的具体过程按照步骤310至步骤312的顺序来执行。

步骤310：修改主CPU寄存器值，进入主CPU正常工作模式，并根据记录挂起点恢复进程。

步骤311：控制主芯片内部设备接口运行在正常状态。

步骤312：开启外围设备的电源。

上述三个步骤的唤醒过程是待机时的一个逆过程。通过获取待机时所记录的进程挂起点，并从挂起点恢复经常，可以快速恢复现场，以继续待机前的运行状态，例如，待机前处于节目播放状态，唤醒后将立即播放节目，无需重启机顶盒，实现了快速唤醒，提高了用户使用舒适性。

图4示出了本发明机顶盒低功耗实现装置一个实施例的结构原理框图。该实施例的机顶盒包括主芯片和外围设备，主芯片包括内部设备接口和主CPU。

如图4所示，该实施例的实现装置的结构图具体如下，包括：

待机信号接收模块41，用来接收待机信号；

外围设备电源控制模块42，与待机信号接收模块41相连接，根据待机信号关闭/开启外围设备45的电源，以实现待机时外围设备45的低功耗；

内部设备接口低功耗控制模块43，与待机信号接收模块41相连接，根据待机信号控制主芯片内部设备接口在低功耗状态和正常状态之间切换，以实现待机时主芯片内部设备接口46的低功耗；

主CPU低功耗控制模块44，与待机信号接收模块41相连接，根据待机信号控制主芯片主CPU47在低功耗状态和正常状态之间切换，以实现待机时主CPU的低功耗。

主CPU低功耗控制模块44具体可以采用下述结构来实现，包括：

寄存器修改单元，用来修改主CPU中寄存器的值；

工作模式选择单元，用来选择主CPU的待机工作模式或正常工作模式；

进程挂起单元，用来挂起指定进程；

挂起点记录单元，用来记录进程挂起点。

此外，为实现机顶盒的快速唤醒，主CPU低功耗控制模块44具体还可以包括有下述结构单元：

中断信号读取单元，用来读取中断寄存器的状态，以获得中断信号；

唤醒信号判定单元，用来判定中断信号读取单元所读取的中断信号是否为唤醒信号；

进程恢复单元，与所述挂起点记录单元相连接，用来根据进程挂起点恢复进程。

上述结构的实现装置与相关软件配合，按照图1至图4中的流程实现机顶盒的待机低功耗、快速唤醒等功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机顶盒低功耗实现方法，其特征在于，所述机顶盒包括主芯片和外围设备，主芯片包括内部设备接口和主CPU；所述方法包括机顶盒待机过程和机顶盒唤醒过程；

机顶盒待机过程包括下述步骤：

接收到待机信号；

关闭外围设备的电源；

控制主芯片内部设备接口运行在低功耗状态；

控制主芯片主CPU运行在低功耗状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制主芯片主CPU运行在低功耗状态的具体过程为：修改主CPU中寄存器的值，进入主CPU低功耗工作模式；挂起指定进程，并记录挂起点；执行待机运行程序。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述寄存器包括有中断寄存器，所述主CPU运行在低功耗状态时，所述待机运行程序读取中断寄存器的状态，在检测到有中断信号、并判定中断信号为唤醒信号时，唤醒机顶盒。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机顶盒唤醒过程包括下述步骤：

修改主CPU寄存器值，进入主CPU正常工作模式，并根据记录的挂起点恢复进程；

控制主芯片内部设备接口运行在正常状态；

开启外围设备的电源。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述中断寄存器为机顶盒遥控器中断寄存器，所述中断信号为机顶盒遥控器发出的红外遥控信号，所述待机运行程序通过下述方法判断中断信号是否为唤醒信号：

待机运行程序对红外遥控信号解码，获得遥控信号中的实际按键码值，将实际按键码值与机顶盒初始化时注册的唤醒按键码值相比较；若两个按键码值相同，判定中断信号为唤醒信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在机顶盒初始化时注册多个遥控器协议及与遥控器协议相对应的多个唤醒按键码值；所述待机运行程序从红外遥控信号的头部数据中解析出遥控器协议，从注册的多个遥控器协议中查找到相对应的遥控器协议，并根据该遥控器协议的解码规则对红外遥控信号解码，获得遥控信号中的实际按键码值；读取该遥控器协议对应的唤醒按键码值，将实际按键码值与唤醒按键码值相比较；若两个按键码值相同，判定中断信号为唤醒信号。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中断寄存器为定时器中断寄存器，所述中断信号为定时器中断信号，在接收到待机信号时，根据唤醒定时时间设置定时器，并在定时器定时时间到达后发出定时器中断信号。

8.一种机顶盒低功耗实现装置，其特征在于，所述机顶盒包括主芯片和外围设备，主芯片包括内部设备接口和主CPU；所述低功耗实现装置包括：

待机信号接收模块，用来接收待机信号；

外围设备电源控制模块，用来关闭/开启外围设备的电源；

内部设备接口低功耗控制模块，用来控制主芯片内部设备接口在低功耗状态和正常状态之间切换；

主CPU低功耗控制模块，用来控制主芯片主CPU在低功耗状态和正常状态之间切换。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述主CPU低功耗控制模块包括：

寄存器修改单元，用来修改主CPU中寄存器的值；

工作模式选择单元，用来选择主CPU的待机工作模式或正常工作模式；

进程挂起单元，用来挂起指定进程；

挂起点记录单元，用来记录进程挂起点。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述主CPU低功耗控制模块还包括：

中断信号读取单元，用来读取中断寄存器的状态，以获得中断信号；

唤醒信号判定单元，用来判定中断信号读取单元所读取的中断信号是否为唤醒信号；

进程恢复单元，与所述挂起点记录单元相连接，用来根据进程挂起点恢复进程。

Images