CN106200853A - 一种唤醒电路及唤醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种唤醒电路。该唤醒电路包括主处理器、协处理器、电源管理单元及信号采集单元；信号采集单元用于采集外部触发信号，并将外部触发信号输出至协处理器；协处理器用于控制电源管理单元在待机状态时提供一待机电源至主处理器，在主处理器被唤醒时提供一主电源至主处理器；协处理器还用于接收外部触发信号，并在外部触发信号与数据库中预存的外部触发信号匹配时唤醒主处理器。本发明的实施方式还公开了一种唤醒方法。本发明实施方式在唤醒电路中增设了协处理器，并将主处理器在待机状态下所做的工作都转移给了功耗低的协处理器，从而使得功耗最大的主处理器可以在待机状态下进入深休眠状态，进而减少了整机的功耗。

Description

一种唤醒电路及唤醒方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种唤醒电路及唤醒方法。

背景技术

随着通讯技术的迅猛发展，手机、平板电脑等电子设备的功能也变得越来越多，越来越人性化。唤醒功能就是一项时下流行的人性化解锁功能。但具备唤醒功能的电子设备，在开启唤醒功能时，常常使得电子设备即便在待机状态下也是非常耗电的。在目前续航问题这一困扰用户的顽疾尚未得到有效解决的状态下，唤醒功能的这一弊端无疑又是雪上加霜。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种唤醒电路及唤醒方法，使得在唤醒功能开启时，主处理器仍可在待机状态下进入深度睡眠的状态，从而减少主处理器的功耗，提高用户体验。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种唤醒电路，包括主处理器、协处理器、电源管理单元及信号采集单元；信号采集单元用于采集外部触发信号，并将外部触发信号输出至协处理器；协处理器用于控制电源管理单元在待机状态时提供一待机电源至主处理器，在主处理器被唤醒时提供一主电源至主处理器；协处理器还用于接收外部触发信号，并在外部触发信号与数据库中的预存外部触发信号匹配时唤醒主处理器。

本发明的实施方式还提供了一种唤醒方法，基于如上所述的唤醒电路，该唤醒方法包括：信号采集单元采集外部触发信号，并将外部触发信号输出至协处理器；协处理器接收外部触发信号，在外部触发信号与数据库中的预存外部触发信号匹配时，唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在唤醒电路中增设了协处理器，并使信号采集单元将采集到的外部触发信号发送给协处理器，协处理器在该外部触发信号与数据库中预存的外部触发信号匹配时，再控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源，并将主处理器从深度休眠下唤醒。由此可见，本发明实施方式将待机状态下主处理器的工作都转移给了功耗低的协处理器处理，从而使得功耗最大的主处理器可以在待机状态下进入深休眠状态，进而减少了电子设备在待机状态下的功耗，达到了省电的目的。

另外，信号采集单元包括麦克风；麦克风采集的外部触发信号为语音信号；协处理器还用于接收语音信号，并将接收到的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配。

另外，所述协处理器还用于在将接收到的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配前，提取所述接收的语音信号的特征信息；

所述协处理器还用于在所述特征信息匹配成功之后，将接收到的语音信号与数据库中与所述特征信息匹配成功的预存语音信号进行匹配。先提取特征信息进行匹配，在匹配成功后，再匹配接收到的全部语音信号，有利于提高工作效率，节省时间。

另外，唤醒电路还包括存储器；存储器用于存储预存外部触发信号与已安装的应用程序间的绑定关系。

另外，信号采集单元包括触摸屏；触摸屏采集的外部触发信号为触摸手势信号；协处理器还用于接收触摸手势信号，并将接收到的触摸手势信号与数据库中的预存触摸手势信号进行匹配。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的唤醒电路的结构框图；

图2是根据本发明第二实施方式的唤醒电路的结构框图；

图3是根据本发明第四实施方式的唤醒电路的结构框图；

图4是根据本发明第五实施方式的唤醒方法的流程图；

图5是根据本发明第六实施方式的唤醒方法的流程图；

图6是根据本发明第六实施方式的预存的语音信号与相应的应用程序的绑定流程图；

图7是根据本发明第七实施方式的唤醒方法的流程图；

图8是根据本发明第八实施方式的用触摸屏进行唤醒的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种唤醒电路。

如图1所示，该唤醒电路包括主处理器、协处理器、电源管理单元及信号采集单元。该信号采集单元通过协处理器与主处理器连接，该电源管理单元分别与主处理器、协处理器及信号采集单元连接，并在协处理器的控制下对整个唤醒电路各部分进行供电。

本实施方式中，该信号采集单元可用于采集外部触发信号。在待机状态下，协处理器会控制电源管理单元对信号采集单元进行正常供电，以保证信号采集单元在待机状态下可以一直处于工作状态，即可随时感知外部触发信号。在采集到外部触发信号时，信号采集单元会将该采集的外部触发信号输出至协处理器。

协处理器在接收到信号采集单元输出的外部触发信号时，会将该接收的外部触发信号与数据库中的预存外部触发信号进行匹配，并在判定数据库的预存外部触发信号中，存在与该接收的外部触发信号相匹配的外部触发信号时，唤醒主处理器。

值得一提的是，在待机状态下，协处理器会控制电源管理单元提供一待机电源至主处理器，该待机电源可使主处理器进入深度休眠状态。在判定数据库的预存外部触发信号中，存在与该接收的外部触发信号相匹配的外部触发信号时，协处理器在唤醒主处理器的同时，还会控制电源管理单元提供一主电源至主处理器，该主电源提供的电流可使主处理器正常工作。

需要说明的是，也可在本实施方式的唤醒电路中增加切换开关，在主处理器被唤醒后，可通过该切换开关将信号采集单元切换至与主处理器相连，而让协处理器处理休眠状态，以节省功耗。

本实施方式在唤醒电路中增设了协处理器，并使信号采集单元将采集到的外部触发信号发送给协处理器，协处理器在该外部触发信号与数据库中预存的外部触发信号匹配时，再控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源，并将主处理器从深度休眠下唤醒。由此可见，本发明实施方式将主处理器在待机状态下所做的工作都转移给了功耗低的协处理器，从而使得功耗最大的主处理器可以在待机状态下进入深休眠状态，进而减少了电子设备在待机状态下的功耗，达到了省电的目的。

本发明的第二实施方式涉及一种唤醒电路。第二实施方式是在第一实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第二实施方式将信号采集单元进一步限定为麦克风，麦克风采集的外部触发信号为语音信号。

如图2所示，在本实施方式中，该麦克风可以为数字麦克风，为数字麦克风时可通过数字串行接口直接挂载到协处理器上。协处理器与主处理器之间可通过串行或并行接口进行数据通讯，同时，两者之间可留有一路专用硬件中断，用于在判定采集的语音信号正确(即数据库的预存语音信号中存在与该采集的语音信号相匹配的语音信号)时唤醒主处理器。在本实施方式中，主处理器具有一用于将主处理器从深度睡眠中唤醒的GPIO接口，可使该协处理器与该GPIO接口连接，来实现该路专用硬件中断。

具体地说，本实施方式中，麦克风用于采集语音信号，并将采集到的语音信号输出至协处理器；协处理器在接收到语音信号时，将该接收的语音信号与数据库的预存语音信号进行匹配。在匹配成功时，协处理器通过协处理器与主处理器之间的硬件中断信号线激活主处理器，并通过数据通讯接口通知主处理器执行与该接收的语音信号相匹配的操作，如打开与该语音信号相绑定的应用程序。另外，在该接收的语音信号与数据库中预存的语音信号匹配成功时，协处理器还会控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

考虑到外界环境因素的干扰，在实际应用中，在将该接收的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配时，若两者之间的误差在可接受的范围内(如两者的误差在10％以内)，也可判定两者匹配。

值得一提的是，本实施方式中，该唤醒电路还可包括一存储器。该存储器可用于存储预存语音信号与已安装的应用程序间的绑定关系。当麦克风采集的语音信号与某一条预存语音信号匹配时，协处理器在唤醒主处理器的同时，即可通过存储器中的存储的绑定关系，查找到与该条预存语音信号对应的应用程序，并通知主处理器打开该对应的应用程序。

本发明的第三实施方式涉及一种唤醒电路。第三实施方式是在第二实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第三实施方式中，在将接收到的语音信号与数据库中预存的语音信号进行匹配前，协处理器还会提取接收到的语音信号的特征信息，并将该特征信息与数据库中预存的语音信号的特征信息进行匹配。

具体地的说，本实施方式在预存语音信号至数据库时，可对该预存的语音信号进行频谱分析，并选取语音信号中处于某一频段区间的部分作为该语音信号的特征信息。例如，用户预存了十条语音信号，可通过频谱分析分别提取该十条语音信号中处于200-500Hz的语音信号部分作为每条语音信号的特征信息。协处理器在接收到麦克风输出的语音信号时，可先提取出该接收的语音信号的特征信息(即语音信号中处于200-500Hz的语音信号部分)，并将该特征信息与预存的十条语音信号的特征信息进行匹配，若该特征信息与其中一条或多条(一般来说，只有一条)预存的语音信号的特征信息匹配成功，则再将该接收的语音信号与该一条或多条预存的语音信号匹配；若该特征信息未匹配成功，则可判定麦克风采集的语音信号是错误的，此时协处理器无需在将该接收的语音信号与预存的语音信号进行匹配。

本发明实施方式中，协处理器先进行特征信息匹配，由于特征信息只是语音信号的一部分，因此，协处理器可以更快速地判定预存的语音信号中是否存在可能与该接收的语音信号匹配的语音信号。这种做法有利于提高协处理器的匹配速度。

值得一提的是，该特征信息还可以为标识说话人身份的特征。也就是说，本实施方式可先进行说话人识别，再进行语音匹配，以增加安全性。此外，只有说话人匹配之后才唤醒系统，也避免了误触发，进一步减少了主处理器的功耗，达到省电的目的。在进行说话人识别时，可在预存语音信号至数据库时，提取该预存语音信号的线性预测倒谱系数(LPCC)或美尔倒谱系数(MFCC)作为该语音信号的特征信息。在麦克风采集到语音信号时，再提取该采集的语音信号的线性预测倒谱系数或美尔倒谱系数作为该采集的语音信号的特征信息，并将其与预存语音信号的特征信息进行匹配，若匹配成功，则说明该采集的语音信号与预存语音信号的发出者为同一个人，此时，协处理器可再将该采集的语音信号与预存语音信号进行匹配；若该特征信息未匹配成功，协处理器则无需在将该接收的语音信号与预存的语音信号进行匹配。

考虑到外界环境因素的干扰，在实际应用中，在将该接收的语音信号的特征信息与数据库中的预存语音信号的特征信息进行匹配时，以及后面将该接收的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配时，若误差在可接受的范围内(如误差在10％以内)，也可判定匹配。

本发明的第四实施方式涉及一种唤醒电路。第四实施方式是在第三实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第四实施方式中该信号采集单元还包括触摸屏，触摸屏采集的外部触发信号为触摸手势信号。

如图3所示，在本实施方式中，该触摸屏可通过标准I²C接口直接挂载到协处理器上。具体地说，本实施方式中，触摸屏用于采集触摸手势信号，并将采集到的触摸手势信号输出至协处理器；协处理器在接收到触摸手势信号时，将该接收的触摸手势信号与数据库预存的触摸手势信号进行匹配，并在匹配成功时唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

不难发现，本发明实施方式既可采集语音信号，又可采集触摸手势信号，即用户既可通过语音唤醒待机中的电子设备、又可通过触摸手势信号唤醒待机中的电子设备。

本发明的第五实施方式涉及一种唤醒方法。该唤醒方法基于第一实施方式所述的唤醒电路，其具体流程如图4所示，其包括：

步骤401：信号采集单元采集外部触发信号，并将外部触发信号输出至协处理器。

步骤402：协处理器接收外部触发信号。

步骤403：协处理器在外部触发信号与数据库中预存的外部触发信号匹配时，唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明的第六实施方式涉及一种唤醒方法。第六实施方式是在第五实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第六实施方式将信号采集单元进一步限定为麦克风、该麦克风采集的外部触发信号为语音信号。其具体流程如图5所示：

步骤501：麦克区采集语音信号，并将语音信号输出至协处理器。

步骤502：协处理器接收语音信号。

步骤503：协处理器在语音信号与数据库中预存的语音信号匹配时，唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

在本步骤中，协处理器会通过协处理器与主处理器之间的硬件中断信号线激活主处理器，并通过数据通讯接口通知主处理器执行与该接收的语音信号相匹配的操作，如打开与该语音信号相绑定的应用程序。

需要说明的是，本实施方式中，该预存的语音信号可由用户提前录制并与相应的应用程序进行绑定。该预存的语音信号与相应的应用程序的绑定流程如图6所示：具体包括：

步骤601：启动语音录入程序。

步骤602：接收并保存用户输入的语音信号，并提示用户再次输入语音信号。

步骤603：接收并保存用户再次输入的语音信号。

步骤604：判断用户前后两次输入的语音信号是否一致。若是，则进入步骤605；若否，则返回至步骤602。

考虑到外界环境因素的干扰，在实际应用中，若前后两次输入的语音信号有误差，但其误差在可接受的范围内时(如两者的误差在10％以内)，也可判定两者一致。

步骤605：提供已安装的应用程序列表，供用户选择与该语音信号进行绑定的应用程序。

步骤606：在接收到用户选择的应用程序时，将所选的应用程序与该语音信号绑定在一起，并将语音信号保存至数据库。

不难发现，本实施方式为与第二实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明的第七实施方式涉及一种唤醒方法。第七实施方式是在第六实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第七实施方式中，在将接收到的语音信号与数据库中预存的语音信号进行匹配前，协处理器还会提取接收到的语音信号的特征信息，并将该特征信息与数据库中预存的语音信号的特征信息进行匹配。

本实施方式的具体流程如图7所示：

其中，步骤701、702与步骤501、502相同，本实施方式不再赘述。

步骤703：协处理器提取该接收的语音信号的特征信息，判断该特征信息是否与数据库中的预存语音信号的特征信息匹配。若是，则进入步骤704；若否，则退出该流程。

该特征信息为语音信号中处于预设频段区间的部分。

步骤704：判断该接收的语音信号与对应的预存的语音信号是否匹配。若是，则进入步骤705；若否，则退出该流程。

值得一提的是，该对应的预存语音信号的特征信息与接收的语音信号的特征信息相匹配。

例如，有十条预存的语音信号，在步骤703判定其中一条预存语音信号与该接收的语音信号的特征信息相匹配，则在步骤704中，只需将该条预存语音信号与该接收的语音信号匹配。

步骤705：协处理器唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

不难发现，本实施方式为与第三实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

本发明的第八实施方式涉及一种唤醒方法。第八实施方式是在第七实施方式的基础上做的进一步改进，主要改进之处在于：第八实施方式中，该信号采集单元还包括触摸屏，该触摸屏采集的外部触发信号为触摸手势信号。

本实施方式中，触摸屏通过采集触摸手势信号来唤醒主处理器的具体流程如图8所示，具体包括：

步骤801：触摸屏采集触摸手势信号，并将触摸手势信号输出至协处理器。

步骤802：协处理器接收触摸手势信号。

步骤803：协处理器在该接收的触摸手势信号与数据库中预存的触摸手势信号匹配时，唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

由于第四实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第四实施方式互相配合实施。第四实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第四实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第四实施方式中。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种唤醒电路，其特征在于，包括主处理器、协处理器、电源管理单元及信号采集单元；

所述信号采集单元用于采集外部触发信号，并将所述外部触发信号输出至协处理器；

所述协处理器用于控制所述电源管理单元在待机状态时提供一待机电源至主处理器，在主处理器被唤醒时提供一主电源至主处理器；

所述协处理器还用于接收所述外部触发信号，并在所述外部触发信号与数据库中的预存外部触发信号匹配时唤醒所述主处理器。

2.根据权利要求1所述的唤醒电路，其特征在于，所述信号采集单元包括麦克风；所述麦克风采集的外部触发信号为语音信号；

所述协处理器还用于接收所述语音信号，并将接收到的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配。

3.根据权利要求2所述的唤醒电路，其特征在于，所述协处理器还用于在将接收到的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配前，提取所述接收的语音信号的特征信息；

所述协处理器还用于在所述特征信息匹配成功之后，将接收到的语音信号与数据库中与所述特征信息匹配成功的预存语音信号进行匹配。

4.根据权利要求1所述的唤醒电路，其特征在于，所述唤醒电路还包括存储器；

所述存储器用于存储所述预存外部触发信号与已安装的应用程序间的绑定关系。

5.根据权利要求1或2所述的唤醒电路，其特征在于，所述信号采集单元包括触摸屏；所述触摸屏采集的外部触发信号为触摸手势信号；

所述协处理器还用于接收所述触摸手势信号，并将接收到的触摸手势信号与数据库中的预存触摸手势信号进行匹配。

6.一种唤醒方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的唤醒电路，所述唤醒方法包括：

信号采集单元采集外部触发信号，并将所述外部触发信号输出至协处理器；

所述协处理器接收所述外部触发信号，在所述外部触发信号与数据库中的预存外部触发信号匹配时，唤醒主处理器，并控制电源管理单元将提供至所述主处理器的电源由待机电源切换至主电源。

7.根据权利要求6所述的唤醒方法，其特征在于，所述信号采集单元包括麦克风；

在信号采集单元采集外部触发信号中，所述麦克风采集语音信号；

在所述外部触发信号与数据库中预存的外部触发信号匹配中，所述协处理器将所述语音信号与数据库中的预存语音信号匹配。

8.根据权利要求7所述的唤醒方法，其特征在于，在将所述语音信号与数据库中预存的语音信号进行匹配前，还包括：

所述协处理器提取所述接收的语音信号的特征信息，并将所述特征信息与数据库中的预存语音信号的特征信息进行匹配；

在所述特征信息匹配成功之后，在将接收到的语音信号与数据库中的预存语音信号进行匹配中，所述协处理器将接收到的语音信号与数据库中与所述特征信息匹配成功的预存语音信号进行匹配。

9.根据权利要求6所述的唤醒方法，其特征在于，所述预存外部触发信号通过如下方式存储在数据库中：

启动外部触发信号录入程序；

录入用户前后两次输入的外部触发信号；

在所述用户前后两次输入的外部触发信号一致时，提供已安装的应用程序列表，供用户选择与所述外部触发信号进行绑定的应用程序；

在接收到所述用户选择的应用程序时，将所选的应用程序与所述外部触发信号绑定在一起，并将所述外部触发信号保存至数据库。

10.根据权利要求6所述的唤醒方法，其特征在于，所述信号采集单元包括触摸屏；

在信号采集单元采集外部触发信号中，所述触摸屏采集触摸手势信号；

在所述外部触发信号与数据库中预存的外部触发信号匹配中，所述协处理器将所述触摸手势信号与数据库中的预存触摸手势信号进行匹配。