CN104853418A - 低功耗终端和低功耗控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗终端，包括：应用系统层，在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；低功耗框架中间层，根据所述调用指令确定所述应用系统层的状态，根据所述应用系统层的状态判断是否降低运行功耗；低功耗框架基础层，根据所述低功耗框架中间层的判断结果，向硬件层发送控制指令；硬件层，用于根据所述控制指令关闭或开启相应硬件。通过本发明的技术方案，能够有效降低高保证内核终端的功耗，并且实现难度较低，保证了高保证内核的精简性和安全性。

Description

低功耗终端和低功耗控制方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种低功耗终端和一种低功耗控制方法。

背景技术

随着当今通信产业的快速发展，移动终端这个概念，已经由原来单一的通话功能逐步向语音、数据、图像、音乐以及各式各样的娱乐多媒体方向演变。一个显著的改变就是，传统的按键式移动终端已经渐渐被触摸式智能移动终端所替代，移动终端已经不仅仅局限在能够打电话这种“狭隘”的概念上了，智能移动终端除了具有传统移动终端的基本功能外，还融入了很多新的特点：操作系统的不断开放，软硬件的可扩充性以及大量第三方软件的支持兼容和二次开发。正是源于这些强大而便捷的功能，智能移动终端受到了越来越多人的青睐，在通信产业领域引领了一股新的时尚潮流。然而作为一种便携式的移动终端，电池供电是必不可少的，随着终端上各种功能不断升级与增强，功耗也越来越大。对于应用Linux等宏内核的智能移动终端，也就是我们平常所使用的智能移动终端，如基于Linux宏内核实现的安卓系统(Android)，其低功耗技术已经比较成熟，不论是在软件还是在硬件，都已经较好的解决了终端使用时间和待机时间的难题。

与此同时，基于高保证内核实现智能移动终端的概念也被提出，它的出现为解决现有基于宏内核(如Linux)实现智能移动终端所面临的安全问题带来了新的思路。众所周知，Linux等宏内核由于其代码的庞大、复杂，导致了其本身存在了很多安全隐患；而高保证内核的代码相对于Linux等宏内核，不论从规模还是复杂度上都小很多，从而为在高保证内核层面系统级的减少终端安全隐患提供了可行性，使得基于高保证内核实现的智能移动终端系统的安全性得到提升。

高保证内核的精简特性一方面保证了移动终端操作系统的安全，另一方面也产生了新的问题，即为了确保高保证内核尽可能的精简，很多在Linux等宏内核中的功能不能在高保证内核中实现，低功耗就是其中一个急需解决的问题。

基于高保证内核的智能移动终端低功耗方法和基于Linux等宏内核的智能移动终端的低功耗实现方法类似，现有技术中主要采用两种解决方案：一是电池的更新换代，即配备更大容量的电池；二是改进系统设计，采用先进的技术，降低功耗。其中第二个方面既涉及硬件又涉及软件，硬件指的是芯片及外围电路的低功耗优化，软件则是在底层内核的软件代码层面上实现CPU和各种外设在空闲状态下的休眠，从而降低移动终端整机功耗。

现有技术中的这些方法依然存在着一些不足，主要有：

(1)提升电池容量一是治标不治本，永远落后于功耗的增长，不能满足智能移动终端的需求，二是增大电池容量总的趋势上将会增加整机的成本；

(2)改进系统硬件设计，这需要从整个CPU架构及外围电路出发，所需要的成本、时间和人力资源投入都很大，更新换代较慢；

(3)软件方面，如果完全在高保证内核中实现低功耗处理(如图1)，虽然可以降低功耗，但鉴于低功耗框架的高复杂性，其实现难度较大，如果在高保证内核中实现势必会增加高保证内核的代码规模和复杂性，失去了高保证内核的所述求的代码精简的设计初衷；

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何在具有高保证内核的终端中实现降低功耗，同时保证高保证内核逻辑结构的精简。

为此目的，本发明提出了一种低功耗终端，包括：

应用系统层，在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；

低功耗框架中间层，根据所述调用指令确定所述应用系统层的状态，根据所述状态判断是否降低目标硬件的运行功耗，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态，调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

低功耗框架基础层，设置于高保证内核中，用于为所述低功耗框架中间层提供所述目标硬件的操作接口，通过所述操作接口控制目标硬件开启或关闭。

优选地，所述低功耗框架中间层包括：

接口调用单元，用于根据所述调用指令判断所述应用系统层的状态，

在所述应用系统层处于第一状态时，调用低功耗进入接口，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态，

在所述应用系统层处于第二状态时，调用低功耗跳出接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

低功耗进入接口，用于调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入低功耗状态；

低功耗跳出接口，用于调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件跳出低功耗状态。

优选地，所述低功耗框架中间层还包括：

总控单元，用于进行初始化操作，对所述低功耗进入接口或低功耗跳出接口进行注册。

优选地，所述低功耗框架中间层还包括：

系统识别单元，用于识别应用系统的类型，

其中，所述接口调用单元用于根据所述应用系统的类型为所述应用系统层提供相应的系统接口。

本发明还提出了一种低功耗控制方法，包括：

S1，应用系统层在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；

S2，低功耗框架中间层根据所述调用指令确定所述应用系统层的状态，根据所述状态判断是否降低目标硬件的运行功耗，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态，调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S3，设置于高保证内核中的低功耗框架基础层为所述低功耗框架中间层提供所述目标硬件的操作接口，通过所述操作接口控制目标硬件开启或关闭。

优选地，所述步骤S2包括：

S21，根据所述调用指令判断所述应用系统层的状态，在所述应用系统层处于第一状态时，进入步骤S22，在所述应用系统层处于第二状态时，进入步骤S23；

S22，调用低功耗进入接口，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S23，调用低功耗跳出接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S24，低功耗进入接口调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入低功耗状态；

S25，低功耗跳出接口调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件跳出低功耗状态。

优选地，在所述步骤S21之前还包括：

S20，进行初始化操作，对所述低功耗进入接口或低功耗跳出接口进行注册。

优选地，所述步骤S1还包括：识别应用系统的类型，

其中，所述步骤S21还包括：根据所述应用系统的类型为所述应用系统层提供相应的系统接口。

根据上述技术方案，通过在应用系统和高保证内核之间增加低功耗框架中间层，实现低功耗控制的逻辑部分，而高保证内核中的低功耗框架基础层只需实现相应的硬件操作，与上层的应用系统无关，没有复杂的逻辑结构，从而保证高保证内核的精简和安全性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了现有技术中通过改进软件实现终端功耗降低的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的低功耗终端的示意框图；

图3示出了根据本发明一个实施例的低功耗框架中间层的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的低功耗框架基础层的结构示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的低功耗控制方法的示意流程图；

图6示出了根据本发明一个实施例的低功耗框架中间层逻辑控制的示意流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图2所示，根据本发明一个实施例的低功耗终端10，包括：

应用系统层11，在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；

低功耗框架中间层12，根据调用指令确定应用系统层12的状态，根据状态判断是否降低目标硬件的运行功耗，在逻辑上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态，调用目标硬件的操作接口，在功能上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态；

低功耗框架基础层13，设置于高保证内核中，用于为低功耗框架中间层12提供目标硬件的操作接口，通过操作接口控制目标硬件开启或关闭。

由于高保证内核中的低功耗框架基础层只需执行相关的硬件操作，仅与具体的硬件平台相关，与上层的应用系统无关，从而在实现降低功耗的同时，保证了高保证内核结构精简。

并且低功耗框架中间层可以根据不同应用系统中已有的低功耗框架来实现，只需将于硬件操作相关的部分移植到高保证内核中，将其余部分作为逻辑控制设置于低功耗框架中间层即可，实现成本和难度相对于现有技术中提升电池电量和改进硬件系统相比极大的降低，并且相对于现有技术中在高保证内核中通过软件实现相比，实现难度得到极大的降低，提高了高保证内核的精简性和安全性。

优选地，低功耗框架中间层12包括：

接口调用单元121，用于根据调用指令判断应用系统层的状态，

在应用系统层处于第一状态时，调用低功耗进入接口，在逻辑上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态，

在应用系统层处于第二状态时，调用低功耗跳出接口，在功能上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态；

低功耗进入接口122，用于调用目标硬件的操作接口，在功能上控制目标硬件进入低功耗状态；

低功耗跳出接口123，用于调用目标硬件的操作接口，在功能上控制目标硬件跳出低功耗状态。

优选地，低功耗框架中间层还包括：

总控单元124，用于进行初始化操作，对低功耗进入接口122或低功耗跳出接口123进行注册。

低功耗框架中间层12的具体结构如图3所示，低功耗进入接口和低功耗跳出接口作为应用系统调用中间层唯一路径。总控单元可以在终端进入低功耗状态之前，对目标硬件及相应接口进行初始化和注册等操作，便于后续操作快速进行。

本发明中的低功耗状态包括但不限于睡眠状态，下边通过终端进入和跳出睡眠状态对本发明的技术方案进行详细说明。

当用户按下锁屏按键(锁定操作)，即接收到低功耗进入指令，则向低功耗框架中间层发出调用指令。触发中断，通知应用系统(即应用系统层)准备进入睡眠状态。

应用系统调用低功耗框架中间层判断当前系统状态，确定为进入睡眠状态，则调用低功耗进入接口，然后低功耗框架中间层中的总控单元进行初始化操作，以及相关硬件和接口的注册操作。例如目标硬件为LCD，那么在逻辑上完成LCD的睡眠操作，然后调用LCD的操作接口，在功能上完成LCD的睡眠操作。

最后由低功耗框架基础层中的硬件操作接口调用LCD的具体操作函数，对相应的寄存器进行读写，例如关闭LCD控制器、寄存器、时钟等，使得LCD进入睡眠状态。

LCD跳出睡眠状态的流程与上述过程相对应。

当用户按下锁屏按键(解锁操作)，即接收到低功耗跳出指令，则向低功耗框架中间层发出调用指令。触发中断，通知应用系统(即应用系统层)准备进入唤醒状态(即跳出低功耗状态)。

应用系统调用低功耗框架中间层判断当前系统状态，确定为进入唤醒状态，则调用低功耗跳出接口，然后低功耗框架中间层中的总控单元进行初始化操作，以及相关硬件和接口的注册操作。例如目标硬件为LCD，那么在逻辑上完成LCD的唤醒操作，然后调用LCD的操作接口，在功能上完成LCD的唤醒操作。

最后由低功耗框架基础层中的硬件操作接口调用LCD的具体操作函数，对相应的寄存器进行读写，例如开启LCD控制器、寄存器、时钟等，使得LCD完成唤醒，进入工作状态。

优选地，低功耗框架中间层还包括：

系统识别单元125，用于识别应用系统的类型，

其中，接口调用单元121用于根据应用系统的类型为应用系统层11提供相应的系统接口。

低功耗框架中间层可以根据不同的应用系统(例如基于Linux宏内核实现的安卓系统)提供更好的兼容性，低功耗框架中间层单独封装了应用系统所需的接口，在不改变底层硬件的情况下，仅需修改低功耗框架中间层既可以使得高保证内核对不同的应用系统提供支持。根据应用系统的不同，为其提供的接口也不同，便于移植和修改，兼容多种终端常用的应用系统。

如图5所示，根据本发明一个实施例的低功耗控制方法，包括：

S1，应用系统层在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；

S2，低功耗框架中间层根据调用指令确定应用系统层的状态，根据状态判断是否降低目标硬件的运行功耗，在逻辑上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态，调用目标硬件的操作接口，在功能上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S3，设置于高保证内核中的低功耗框架基础层为低功耗框架中间层提供目标硬件的操作接口，通过操作接口控制目标硬件开启或关闭。

如图6所示，优选地，步骤S2包括：

S21，根据调用指令判断应用系统层的状态，在应用系统层处于第一状态时，进入步骤S22，在应用系统层处于第二状态时，进入步骤S23；

S22，调用低功耗进入接口，在逻辑上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S23，调用低功耗跳出接口，在功能上控制目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S24，低功耗进入接口调用目标硬件的操作接口，在功能上控制目标硬件进入低功耗状态；

S25，低功耗跳出接口调用目标硬件的操作接口，在功能上控制目标硬件跳出低功耗状态。

优选地，在步骤S21之前还包括：

S20，进行初始化操作，对低功耗进入接口或低功耗跳出接口进行注册。

优选地，步骤S1还包括：识别应用系统的类型，

其中，步骤S21还包括：根据应用系统的类型为应用系统层提供相应的系统接口。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，为降低高保证内核的终端功耗所存在的缺陷。本发明通过在应用系统和高保证内核之间增加低功耗框架中间层，实现低功耗控制的逻辑部分，而高保证内核中的低功耗框架基础层只需实现相应的硬件操作，与上层的应用系统无关，没有复杂的逻辑结构，从而保证高保证内核的精简和安全性。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低功耗终端，其特征在于，包括：

应用系统层，在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；

低功耗框架中间层，根据所述调用指令确定所述应用系统层的状态，根据所述状态判断是否降低目标硬件的运行功耗，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态，调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

低功耗框架基础层，设置于高保证内核中，用于为所述低功耗框架中间层提供所述目标硬件的操作接口，通过所述操作接口控制目标硬件开启或关闭。

2.根据权利要求1所述低功耗终端，其特征在于，所述低功耗框架中间层包括：

接口调用单元，用于根据所述调用指令判断所述应用系统层的状态，

在所述应用系统层处于第一状态时，调用低功耗进入接口，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态，

在所述应用系统层处于第二状态时，调用低功耗跳出接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

低功耗进入接口，用于调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入低功耗状态；

低功耗跳出接口，用于调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件跳出低功耗状态。

3.根据权利要求2所述低功耗终端，其特征在于，所述低功耗框架中间层还包括：

总控单元，用于进行初始化操作，对所述低功耗进入接口或低功耗跳出接口进行注册。

4.根据权利要求2所述低功耗终端，其特征在于，所述低功耗框架中间层还包括：

系统识别单元，用于识别应用系统的类型，

其中，所述接口调用单元用于根据所述应用系统的类型为所述应用系统层提供相应的系统接口。

5.一种低功耗控制方法，其特征在于，包括：

S1，应用系统层在接收到操作指令时，向低功耗框架中间层发出调用指令；

S2，低功耗框架中间层根据所述调用指令确定所述应用系统层的状态，根据所述状态判断是否降低目标硬件的运行功耗，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态，调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S3，设置于高保证内核中的低功耗框架基础层为所述低功耗框架中间层提供所述目标硬件的操作接口，通过所述操作接口控制目标硬件开启或关闭。

6.根据权利要求5所述低功耗控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21，根据所述调用指令判断所述应用系统层的状态，在所述应用系统层处于第一状态时，进入步骤S22，在所述应用系统层处于第二状态时，进入步骤S23；

S22，调用低功耗进入接口，在逻辑上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S23，调用低功耗跳出接口，在功能上控制所述目标硬件进入或跳出低功耗状态；

S24，低功耗进入接口调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件进入低功耗状态；

S25，低功耗跳出接口调用所述目标硬件的操作接口，在功能上控制所述目标硬件跳出低功耗状态。

7.根据权利要求6所述低功耗控制方法，其特征在于，在所述步骤S21之前还包括：

S20，进行初始化操作，对所述低功耗进入接口或低功耗跳出接口进行注册。

8.根据权利要求6所述低功耗控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：识别应用系统的类型，

其中，所述步骤S21还包括：根据所述应用系统的类型为所述应用系统层提供相应的系统接口。