CN106255937B - 具有始终通电的处理器的片上系统 - Google Patents

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Abstract

在实施方案中，片上系统(SOC)包括当SOC的其余部分断电时仍然保持通电的部件。该部件可包括用于从各个设备传感器捕获数据并可过滤所捕获的传感器数据的传感器捕获单元。响应于该过滤，该部件可唤醒SOC的其余部分以允许进行处理。该部件可针对SOC的其他部件存储与SOC最近掉电时的状态相匹配的可编程配置数据，以便在唤醒之后对其他部件重新编程。在一些实施方案中，该部件可被配置为唤醒SOC内的存储器控制器以及到该存储器控制器的路径，以便将数据写入存储器。该SOC的其余部分可保持掉电。

Description

具有始终通电的处理器的片上系统
技术领域
本文所述的实施方案涉及片上系统(SOC)领域，并且更具体地涉及SOC中的始终通电的块。
背景技术
如今，各种电子设备被消费者在日常生活中所使用。具体地，移动设备已变得无所不在。移动设备可包括移动电话、个人数字助理(PDA)、将电话功能和其他计算功能诸如各种PDA功能和/或一般应用支持相结合的智能电话、平板电脑、膝上型电脑、网络机顶盒、智能手表、可穿戴电子设备等。一般来讲，移动设备可以是被设计为由用户携带或穿戴的任何电子设备。移动设备通常是电池通电的，使得其可远离固定电源诸如电源插座而工作。
许多移动设备大部分时间可在“待机”模式下工作。在待机模式下，由于设备没有主动为用户显示内容和/或没有主动为用户执行功能，因此该设备可看起来处于“关机”状态。在待机模式下，设备在很大程度上可实际为掉电状态。然而在后台中，设备可接听电话呼叫或网络分组、检查警告、对移动作出反应等。
由于移动设备常常借助于有限的电源(例如电池)来工作，因此节能对于该设备而言是关键的设计依据。包括片上系统(SOC)可有助于节能，因为设备所需的大部分功能可被包括在SOC中。在“待机”模式和其他低功率模式下，希望使SOC掉电以消除漏电流损耗，该漏电流损耗是现代集成电路技术中的能量消耗中的重要因素。另一方面，对于上述一些待机功能需要该SOC。
发明内容
在实施方案中，SOC包括当SOC的其余部分断电时仍然保持通电的部件。该部件可包括被配置为从各个设备传感器捕获数据的传感器捕获单元。所捕获的传感器数据可在部件内的存储器中进行缓冲。该部件还可包括处理器，在一些实施方案中，该处理器可对所捕获的传感器数据进行过滤，从而搜索可指示由设备进行进一步处理的需求的图案。如果检测到进一步处理的需求，则部件可唤醒(即，使得上电并重新编程)SOC的其余部分以允许进行处理。在一些实施方案中，功率/能量消耗可减少，同时仍支持在不积极使用设备期间捕获传感器数据。例如，在支持传感器数据捕获的同时，可获得通过集成电路上的部件的集成而得到的功率/能量效率。该部件可存储用于SOC的其他部件的可编程配置数据，以在唤醒后对其他部件进行重新编程。可编程配置数据可与SOC最近掉电时的部件的状态相匹配(同时该部件保持通电)，或可为唤醒所需的不同状态。
在一些实施方案中，该部件可被配置为唤醒SOC内的存储器控制器以及到存储器控制器的路径两者，以便将数据写入存储器和/或从存储器读取数据。SOC的其余部分可保持掉电。这样，部件可利用较大的主存储器来存储数据(例如传感器数据)，而无需唤醒其他部件(例如，包括一个或多个中央处理单元(CPU)处理器)以允许传输。功率/能量消耗可减少，因为只有需要的部件才上电。
在一些实施方案中，保存可编程配置数据以及从部件中恢复数据可减少在SOC中从掉电(例如，睡眠)状态重新上电的延迟。在一些实施方案中，在一种状态(例如，部件中的处理器处于唤醒状态而SOC处于睡眠状态)下对数据的处理可产生如下推测：可很快需要较高的功率/性能状态。SOC可推测性地过渡到该状态，因而如果推测准确的话可使唤醒延迟更短。
附图说明
下面的具体实施方式将参照附图进行描述，现在对附图进行简要说明。
图1是SOC的一个实施方案的框图。
图2是SOC中的始终通电的块的一个实施方案的框图。
图3是用于图2中的始终通电的块的状态机的一个实施方案的框图。
图4是用于图2中的始终通电的块的状态机的另一个实施方案的框图。
图5是示出了在启动或配置变化期间在SOC中的CPU上执行的软件的一个实施方案的操作的流程图。
图6是示出了在重新配置期间图2所示的始终通电的块的一个实施方案的操作的流程图。
图7是示出了在仅存储器通信状态下的SOC的一个实施方案的框图。
图8是示出了用于使用重新配置方法的一个实施方案的延迟减少的框图。
图9是示出了用于延迟减少的推测性唤醒的一个实施方案的框图。
图10是包括图1所示的SOC的系统的一个实施方案的框图。
图11是计算机可访问存储介质的一个实施方案的框图。
尽管本公开所述的实施方案可受各种修改形式和替代形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并在本文详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将本发明限制于所公开的具体形式，相反，本发明旨在涵盖落入到所附权利要求的实质和范围内的所有修改形式、等价形式和替代形式。本文所使用的标题仅用于组织目的，并不旨在用于限制说明书的范围。如在整个专利申请中所使用的那样，以允许的意义(即，意味着具有可能性)而不是强制的意义(即，意味着必须)来使用字词“可能”。类似地，字词“包括”是指包括但不限于。
各种单元、电路或其他部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。如此，即使在单元/电路/部件当前未接通时，单元/电路/部件也可被配置为执行任务。通常，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。类似地，为了描述中方便，可将各种单元/电路/部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释成包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一个或多个任务的单元/电路/部件明确地旨在对该单元/电路/部件不调用35U.S.C.§112(f)的解释。
本说明书包括对“一个实施方案”的引用。短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”的出现不一定指相同的实施方案，尽管通常设想包括特征的任何组合的实施方案，除非在此明确地否认。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何适当的方式结合。
具体实施方式
现在转向图1，SOC 10的一个实施方案的框图被示出为耦接到存储器12、至少一个传感器20和功率管理单元(PMU)156。如名字所暗示的，SOC 10的部件可被集成到作为集成电路“芯片”的单个半导体基板上。在一些实施方案中，该部件可在系统中的两个或更多个分立芯片上实施。然而，在本文中将使用SOC 10作为示例。在所示的实施方案中，SOC 10的部件包括中央处理单元(CPU)复合体14、“始终通电”部件16、外围部件18A-18B(更简单地，“外围设备”)、存储器控制器22、功率管理器(PMGR)32、以及通信结构27。部件14、16、18A-18B、22和32可全部耦接到通信结构27。存储器控制器22在使用期间可耦接到存储器12。PMGR32和始终通电部件16可耦接到PMU 156。PMU 156可被配置为将各种电源供电电压提供给SOC、存储器12、和/或传感器20。始终通电部件16可被耦接到传感器20。在例示的实施方案中，CPU复合件14可包括一个或多个处理器(图1中的P30)。处理器30可形成SOC 10的一个或多个CPU。
始终通电部件16可被配置为当SOC 10的其他部件(例如CPU复合体14、外围设备18A-18B和PMGR 32)掉电时保持通电。更具体地，始终通电部件16可在SOC 10从PMU 156接收功率时处于上电状态。因此，始终通电部件“始终通电”是就如下意义而言的：如果SOC 10正在接收任何功率(例如当包括SOC 10的设备处于待机模式或正在主动工作时)，则始终通电部件被通电，但当SOC 10未接收到任何功率(例如当设备被完全断电时)时，该始终通电部件可不被通电。始终通电部件16可在SOC 10的其余部分断电时支持某些功能，从而允许低功率操作。
在图1中，将始终通电部件16与其他部件分隔开的虚线24可指示用于始终通电部件16的独立的功率域。相似地，在例示的实施方案中，虚线26可表示用于存储器控制器22的独立的存储器控制器功率域。其他部件、部件组、和/或子部件同样可具有独立的功率域。一般来讲，功率域可被配置为独立于其他功率域而接收供电电压(即，通电)或不接收供电电压(即，断电)。在一些实施方案中，功率域可被同时提供有不同的供电电压量值。该独立性可以各种方式被提供。例如，该独立性可通过如下方式来提供：通过提供来自PMU 156的独立的供电电压输入、通过在供电电压输入和部件之间提供功率开关以及以给定域为单位来控制功率开关、和/或上述各种方式的组合。同样也有比图1所示更多的功率域。例如，在实施方案中，CPU复合体14可具有独立的功率域(并且每个CPU处理器30可同样具有独立的功率域)。在实施方案中，一个或多个外围设备18A-18B可位于一个或多个独立的功率域中。
如图1所示，始终通电部件16可被耦接到至少一个传感器20(并且可被耦接到多个传感器20)。始终通电部件16可被配置为当SOC 10断电时(除了SOC 10通电时之外)从传感器20读取传感器数据。始终通电部件16可包括用于缓冲传感器数据的存储器(图1中未示出)，并且SOC 10的其余部分无需上电，除非存储器(或被分配以存储传感器数据的其一部分)装满数据(或达到充满度的阈值水平)。在一些实施方案中，始终通电部件16可被配置为同样以某种方式来处理传感器数据。例如，始终通电部件16可被配置为过滤传感器数据。过滤数据可一般指以下各项中的一者或多者：搜索图案或其他数据特性，该图案或其他数据特性指示传感器数据应当由CPU复合体14中的处理器进一步处理、操纵数据以检测/除去数据中的噪声、进一步处理看似与图案或其他特性相匹配的数据以消除误匹配等。
传感器20可为被配置为检测或测量包括传感器的设备的物理环境的各个方面的任何设备。例如，传感器可包括测量设备的加速度的加速度计。加速度计可为定向的(在预先确定的方向上测量加速度)或矢量(在多维度上测量加速度并且产生指示加速度和其方向的矢量)。可采用多个定向加速度计以允许矢量加速度感测以及定向加速度感测。传感器的另一个示例可以是陀螺仪。陀螺仪可用于检测设备的取向和/或取向的变化。类似于加速度计，陀螺仪可为定向的或多维的，和/或可使用多个定向陀螺仪。另一个传感器可为磁力仪，该磁力仪可用于测量磁性取向并因而可用于形成罗盘。在其他实施方案中，罗盘功能可被嵌入传感器中。另一个传感器可为音频探测器(例如麦克风)。音频探测器可捕获声音并生成指示该声音的数据。另一个传感器可为探测光或其他电磁能量的光电探测器。其他示例性传感器可包括用于检测高度的测高仪、温度传感器、和/或压力传感器。另一个传感器可为用户接口设备诸如按钮、触摸屏、键盘、指向设备、相机等。可采用任何一组传感器。
如上所述，始终通电部件16可被配置为在部件内的存储器中缓冲数据。如果缓冲器将近充满，则始终通电部件16可被配置为唤醒存储器控制器22，以便将传感器数据写入存储器12。在一些实施方案中，始终通电部件16可被配置为将过滤数据的结果写入存储器12。在一些实施方案中，始终通电部件16可在SOC 10的其余部分掉电时执行其他处理任务。就这些任务访问存储器12而言，始终通电部件16可被配置为唤醒存储器控制器22。此外，始终通电部件16可被配置为唤醒通信结构27的至少一部分(即，将始终通电部件16连接至存储器控制器22的一部分)。
使用该仅存储器通信模式，由于SOC 10的其余部分保持掉电，始终通电部件16能够访问存储器12并利用存储器12中可用的显著的存储装置，同时消耗相对少量的能量/功率。始终通电部件16可存储用于存储器控制器22的可编程配置数据，使得始终通电部件16在功率恢复时对存储器控制器22进行编程。即，始终通电部件16可被配置为在启动包括SOC10的设备期间以与操作系统对存储器控制器22进行编程的方式类似的方式来对存储器控制器22进行编程。在一个实施方案中，由始终通电部件16存储的可编程配置数据可为当SOC10(除了始终通电部件16)最近掉电时位于存储器控制器22中的配置数据。在另一个实施方案中，可编程配置数据可为已知用于存储器控制器22的任何先前配置和/或用于存储器12的任何配置的配置。已知合格的配置可例如为使得始终通电部件16访问存储器的性能可接受的配置。
当SOC 10掉电而始终通电部件16保持通电时，掉电顺序的一部分可将存储器12置于保持模式中。例如，对于存储器12的动态随机存取存储器(DRAM)实施方案而言，保持模式可为“自刷新”模式。在保持模式，存储器12不能够被外部访问，直到该模式改变。然而，存储器12的内容可被保留。例如，在自刷新模式，DRAM可执行保持数据所需的周期性自刷新(当存储器控制器22通电时，该周期性自刷新通常由存储器控制器22执行)。
在一些实施方案中，始终通电部件16可进一步存储用于SOC 10中其他部件的可编程配置数据。可编程配置数据可反映在SOC 10的其余部分最近掉电时的部件的状态。始终通电部件16可被配置为唤醒SOC 10以进行处理，并且可利用所存储的可编程配置数据对部件重新编程。基于所存储的可编程配置数据来将部件状态恢复的过程称为重新配置。同样，类似于上述仅存储器通信模式，部件所恢复的状态可为部件最近掉电时的状态或可为具有用于重新启动SOC 10进行操作的可接受性能的已知合格的状态。在后一种情况中，在完成重新配置后，该状态可被修改为更高性能状态。
使用始终通电部件16中的重新配置功能来恢复状态可以是与以冷启动相似的方式恢复SOC 10中的功率并随后初始化SOC 10和操作系统相比延迟更低的操作。在不具有始终通电部件16的初始化期间，操作系统发现SOC 10先前被掉电，其中系统状态被存储在存储器12中，并且SOC 10绕过一些初始化操作。然而，恢复的延迟比所期望的要大。下文更详细地讨论了一个实施方案的附加细节。
除了PMGR 32至PMU 156的通信之外，始终通电部件16可被配置为与PMU 156进行通信。当PMGR 32掉电时，PMU 156和始终通电部件16之间的接口可允许始终通电部件16使得部件将被上电(例如存储器控制器22或SOC 10的其他部件)。该接口还可允许始终通电部件16还控制其自身的功率状态。
一般来讲，部件可被称为通电的或断电的。如果其正接收供电电压，则部件可为通电的，使得其可如所设计的那样进行操作。如果部件断电，则其没有接收供电电压并且不进行操作。如果部件通电则其可称为上电的，并且如果其断电则其可称为掉电的。使部件上电可指向断电的部件提供供电电压，并且使部件掉电可指终止向部件提供供电电压。相似地，任何子部件和/或SOC 10整体可被称为上电的/掉电的等。部件可为电路的预定义的块，其在SOC 10内提供指定功能并且具有至SOC 10的其余部分的特定接口。因此，始终通电部件16、外围设备18A-18B和CPU复合体14、存储器控制器22和PMGR 32中的每一者可各自为部件的示例。
如果部件被上电并且不对其进行时钟门控，则该部件可为活动的。因此，例如CPU复合体14中的处理器活动时可用于执行指令。部件在被断电或处于另一种低功率状态时可为不活动的，在该低功率状态下，在指令可被执行前可能经历显著的延迟。例如，如果部件需要重置或需要对锁相环(PLL)进行重锁，则该部件可为不活动的，尽管其仍然通电。如果对部件进行时钟门控，则部件也可为不活动的。时钟门控可指如下技术，在该技术中，部件中的电子电路的时钟被暂时“断电”，从而防止从时控的存储设备诸如flop系统、寄存器等中的电子电路捕获状态。
如上所述，CPU复合体14可包括用作SOC 10的的CPU的一个或多个处理器30。系统的CPU包括执行系统诸如操作系统的主要控制软件的一个或多个处理器。通常，由CPU在使用期间执行的软件可控制系统的其他部件，以实现所期望的系统功能。处理器还可执行其他软件诸如应用程序。应用程序可提供用户功能，并且可依靠操作系统进行下层设备控制、调度、存储器管理等。因此，处理器也可被称为应用处理器。CPU复合体14还可包括其他硬件，诸如L2高速缓存和/或至系统的其他部件的接口(例如至通信结构27的接口)。
操作点可指CPU复合体14、始终通电部件16、SOC 10的其他部件等的电源供电电压量值和操作频率的组合。该操作频率可为对部件进行时控的时钟的频率。该操作频率也可指时钟频率或仅仅是频率。该操作点也可指操作状态或功率状态。该操作点可为可被存储在始终通电部件16中并在发生重新配置时被重新编程至部件中的可编程配置数据的一部分。
通常，处理器可包括被配置为执行在由处理器实施的指令集架构中定义的指令的任何电路和/或微码。处理器可涵盖在具有作为片上系统(SOC10)或其他集成水平部件的其他部件的集成电路上实施的处理器内核。处理器还可包括分立的微处理器、处理器内核和/或集成到多芯片模块具体实施中的微处理器、被实施为多个集成电路的处理器等等。
该存储器控制器22通常可包括用于接收来自SOC 10的其他部件的存储器操作并用于访问存储器12以完成存储器操作的电路。该存储器控制器22可被配置为访问任何类型的存储器12。例如，该存储器12可以是静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)(诸如包括双倍数据速率(DDR、DDR2、DDR3、等)DRAM的同步DRAM(SDRAM))。可支持DDR DRAM的低功率/移动版本(例如，LPDDR、mDDR等)。存储器控制器22可包括存储器操作队列，以用于对这些操作进行排序(并且可能重新排序)，并将这些操作呈现至存储器12。该存储器控制器22还可包括用于存储等待写入存储器的写数据和等待返回至存储器操作的源的读数据的数据缓冲器。在一些实施方案中，该存储器控制器22可包括用于存储最近访问的存储器数据的存储器高速缓存。例如，在SOC具体实施中，该存储器高速缓存可通过在预期很快要再次访问的情况下避免从存储器12重新访问数据来降低SOC中的功率消耗。在一些情况下，存储器高速缓存也可被称为系统高速缓存，其与私有高速缓存诸如L2高速缓存或处理器中的高速缓存不同，该私有高速缓存只服务于某些部件。此外，在一些实施方案中，系统高速缓存不需要位于存储器控制器22内。
该外围设备18A-18B可为被包括在SOC 10中的附加硬件功能的任何集合。例如，该外围设备18A-18B可包括视频外围设备，诸如被配置为处理来自相机或其他图像传感器的图像捕捉数据的图像信号处理器、被配置为在一个或多个显示设备上显示视频数据的显示控制器、图形处理单元(GPU)、视频编码器/解码器、缩放器、旋转器、混合器等。该外围设备可包括音频外围设备，诸如麦克风、扬声器、至麦克风和扬声器的接口、音频处理器、数字信号处理器、混合器等。该外围设备可包括用于SOC 10外部的各种接口的接口控制器(例如外围设备18B)，该外围设备包括接口，诸如通用串行总线(USB)、外围设备互连(PCI)(包括PCI高速(PCIe))、串行和并行端口等等。该外围设备可包括联网外围设备诸如媒体访问控制器(MAC)。可包括硬件的任何集合。
通信结构27可以是用于在SOC 10的部件之间进行通信的任何通信互连器和协议。通信结构27可基于总线，包括共享总线配置、交叉开关配置、和具有桥的分层总线。通信结构27也可基于分组，并且可以是具有桥的分层、交叉开关、点到点、或其他互连器。
PMGR 32可被配置为从控制PMU 156所请求的供电电压量值。可存在由PMU 156针对SOC 10产生的多个供电电压。例如，如图1所示为VCPU和VSOC。VCPU可为CPU复合体14的供电电压。VSOC可大体为用于CPU复合体14之外的SOC 10的其余部分的供电电压。例如，除了用于其他部件的VSOC外，可存在用于存储器控制器功率域和始终通电功率域的独立供电电压。在另一个实施方案中，VSOC可服务存储器控制器22、始终通电部件16和SOC 10的其他部件，并且可基于功率域来功率门控。在一些实施方案中，可存在用于SOC 10的其余部分的多个供电电压。在一些实施方案中，还可存在用于CPU复合体14和/或SOC 10中的各个存储器阵列的存储器供电电压。存储器供电电压可与提供给逻辑电路的电压(例如VCPU或VSOC)一起使用，其可具有比确保稳健的存储器运行所需的电压更低的电压量值。PMGR 32可在直接软件控制下(例如软件可直接请求部件的上电和/或掉电)和/或可被配置为监控SOC 10并确定各个部件何时将被上电或掉电。
PMU 156可大体包括用于生成供电电压并将那些供电电压提供给系统的其他部件诸如SOC 10、存储器12(图1中的VMEM)、各个片外外围设备(图1中未示出)(诸如显示设备、图像传感器、用户接口设备等)的电路。PMU 156可因此包括可编程稳压器、具有至SOC 10的接口的逻辑部件、以及更具体地用于接收电压请求的PMGR 32等。
应当指出，SOC 10的部件的数量(以及图1中所示的那些部件的子部件的数量，诸如位于CPU复合体14内的那些子部件)在不同实施方案中可以是不同的。可存在比图1中所示的数量更多或更少的每个部件/子部件。
现在转向图2，其示出了始终通电设备16的一个实施方案的框图。在例示的实施方案中，始终通电设备16可包括处理器40、存储器42、传感器捕获模块(SCM)44、SOC重新配置电路46、本地PMGR 48和互联器50。处理器40、存储器42、SCM 44、SOC重新配置电路46和本地PMGR48被耦接至互联器50。SCM 44也可被称为传感器捕获单元或传感器捕获电路。
传感器捕获模块44可在SOC 10被包括在系统中时被耦接至传感器20，并可被配置为捕获来自传感器20的数据。在例示的实施方案中，传感器捕获模块44可被配置为将所捕获的传感器数据写入存储器42(SCM数据52)。存储器42可为例如SRAM。然而，任何类型的存储器可用于其他实施方案中。
SCM数据52可被存储在由始终通电部件16预分配的用于存储捕获的传感器数据的位置中。随着位置被消耗，用于存储所捕获的数据的可用存储器的量随之减少。传感器捕获模块44可被编程有位于分配存储器区域中的水印或充满度的其他指示(一般来讲，例如“阈值”)，并且传感器捕获模块44可被配置为唤醒存储器控制器22以将所捕获的传感器数据写入存储器12。另选地，该处理器40可被配置为将所捕获的传感器数据写入存储器12。在这种情况下，该传感器捕获模块44可被配置为唤醒处理器40。
该处理器40可被配置为执被存储在存储器42中的代码(处理器代码/数据54)。该代码可包括一系列指令，当该一系列指令被执行时，使得处理器40实现各种功能。例如，该代码可包括可由处理器40执行以过滤SCM数据52的过滤代码，如上所述。响应于检测到SCM数据52中的期望的图案或一个或多个其他数据属性，该处理器40可被配置为唤醒存储器控制器22，以更新存储器12和/或唤醒SOC 10。
在包括SOC 10的设备启动时，处理器代码/数据54可被初始化。该代码可被存储在SOC 10上的非易失性存储器中或设备中的其他地方，并可被加载到例如存储器42中。本地非易失性存储器诸如只读存储器(ROM)也可被用于一些实施方案中。
在实施方案中，该处理器40可以是比CPU复合体14中的CPU处理器30更小的更高功效的处理器。因此，该处理器40活动时可比CPU处理器30消耗更少的功率。在实施方案中，可存在比CPU处理器30更少的处理器40。
该SOC重新配置电路46可被配置为存储用于存储器控制器22和SOC10的其他部件的可编程配置数据56、被配置为响应于使部件从断电状态重新上电而对各个部件重新编程。另选地，可编程配置数据56可被存储在存储器42中或可被存储在存储器42和SOC重新配置电路46的组合中。该配置数据56可由CPU处理器30例如作为对相应部件进行编程的一部分而被写入电路46。即，CPU处理器30(执行操作系统软件，例如作为设备启动的一部分和/或在配置被改变的其他时间)可将数据写入SOC重新配置电路46。另选地，在一些实施方案中，SOC重新配置电路46可具有监控和跟踪配置状态的硬件。在一些实施方案中，可编程配置数据56的至少一部分可为预先确定的并可被存储在非易失性存储器诸如ROM中，而不被写入存储器42和/或SOC重新配置电路46。
在实施方案中，SOC重新配置电路46可包括逻辑电路，该逻辑电路被配置为处理可编程配置数据56以及在SOC 10重新上电后将数据写入SOC10中的相应部件。该可编程配置数据56可包括将被写入的一系列寄存器地址和将被写入那些寄存器的数据。在一些实施方案中，可编程配置数据56还可包括用于读取寄存器的读取命令例如轮询预期值，该轮询预期值指示由多次写动作所执行的初始化已完成和/或相应的状态在部件中有效。该预期值可以是读取的整个值，或可以是值的一部分(例如，该预期值可包括值和在比较前将被应用于读取值的掩码)。在一些实施方案中，可编程配置数据56还可包括用于读取寄存器、修改读取数据的一部分以及将修改数据重新写入寄存器的读取-修改-写入命令。例如，第二掩码可被用于确定寄存器值的哪一部分将被更新。当值被写入寄存器时，寄存器的被第二掩码掩蔽的那部分可不被更新。
在另一个实施方案中，SOC重新配置电路46可包括另一个处理器和存储用于处理器的代码的对应存储器(或者代码也可被存储在存储器42中)。当被处理器执行时，代码可使得处理器使用可编程配置数据56来对SOC 10中的各个部件进行配置。代码作为其自身的结构的一部分可实现上述轮询特征，或者类似于上文所述，可编程配置数据56可存储要轮询的地址以及预期值。在另一个实施方案中，处理器40可执行用于对SOC 10的部件进行重新编程的软件。
可编程配置数据56可包括用于存储器控制器22的数据、用于SOC 10的其他部件的独立数据、以及用于在处理器40上电时对其进行重新配置的独立数据。当使存储器控制器22上电而SOC 10的其余部分掉电时，用于存储器控制器22的数据可被处理。数据可包括用于存储器控制器22的可编程配置数据。在实施方案中，数据还可包括附加可编程配置数据。例如，可包括用于通信结构27的可编程配置数据。无论针对用于始终通电部件16和存储器控制器22之间的通信的哪些部件，可编程配置数据均可被包括。当使SOC 10的其余部分上电时，用于其他部件的数据可被处理。相似地，当使处理器40上电时，用于处理器40的可编程配置数据可被处理。
在一些实施方案中，SOC重新配置电路46可被配置为在SOC 10的上电过程中的多于一个点处向SOC 10的部件提供可编程配置数据。例如，可在过渡到通电状态的起始点附近(例如在电源供电电压稳定不久之后)提供一些可编程配置数据，并且可在过渡到通电状态的终点附件提供其他可编程配置数据。此外，在一些实施方案中，可编程配置数据56可仅仅是待建立于SOC 10的部件中的可编程配置的一部分。可编程配置的其余部分可被存储在存储器12中。例如，在CPU处理器30上执行的操作系统软件可在掉电前捕获存储器12中的可编程配置。在CPU处理器30已从重置被释放并再次开始执行后，对呗存储在存储器12中的可编程配置数据的恢复可由SOC重新配置电路46、其他硬件和/或操作系统软件执行。
本地PMGR 48可被配置为以类似于图1中针对作为整体的SOC 10的PMGR 32的方式来处理始终通电部件16内的功率管理功能。始终通电部件16可支持多个功率状态，并且本地PMGR 48可辅助那些状态之间的过渡。本地PMGR 48可被配置为与PMU 156进行通信以支持状态改变以及管理向SOC 10的各个部件提供供电电压作为唤醒各个部件或使各个部件进入睡眠的一部分。
互联器50可包括用于在图2所示的各个子部件之间传输通信以及通过通信结构27与SOC 10的其他部件进行通信的任何互联器。在各个实施方案中，根据需要如上结合图1所述，互联器可包括通信结构27的示例中的任一示例。
现在转向图3，其示出了可在始终通电部件16的一个实施方案中实现的状态机的一个实施方案的框图。在例示的实施方案中，状态包括等待状态60、捕获状态62、处理状态64、存储器访问状态66和SOC通电状态68。状态之间的过渡用实线示出，并且一些附加的可能过渡利用虚线指示。图3中未示出所有可能的过渡以避免模糊附图。
图3中示出的状态可按照相对功率/能量消耗的次序，其中等待状态60是最低功率状态并且SOC通电状态68是最高功率状态。在等待状态60下，始终通电部件16的子部件可以是功率门控的或时钟门控的。例如，在实施方案中，处理器40可以是功率门控的，并且SCM44可以是时钟门控的。存储器42可以是保持模式或可正常通电。SOC重新配置电路46和本地PMGR 48可以是时钟门控的。时钟门控和功率门控的组合可在子部件之间使用。
在等待状态60下，始终通电部件16可为基本上空闲的。当传感器数据准备好由SCM44从传感器20捕获时，状态机可从等待状态60过渡到捕获状态62。在一个实施方案中，始终通电部件16内的定时器(例如监视定时器)(图2中未明确示出)可周期性地使得从等待状态60过渡到捕获状态62。在这种情况下，可存在或可不存在待捕获的传感器数据。在一个实施方案中，传感器可向始终通电部件16断言该信号，以指示传感器数据可用于捕获。在任一种情况下，到捕获状态62的过渡可被执行。
在例示的实施方案中，状态机也可直接从等待状态60过渡到处理状态64。如果传感器被配置为发信号通知始终通电部件16期望得到处理器支持(来自处理器40)，则该过渡可被支持。对于实现上述信号的实施方案而言，该信号可与用于指示传感器数据可用的信号分开。该过渡例如可支持传感器数据的快速处理(例如过滤)，或在期望唤醒SOC 10(其可由处理器40上执行的软件来管理)时可被使用。例如，指示用户期望与设备进行交互的按钮或其他用户接口设备可以是使得SOC 10快速唤醒的事件。如果处理器40在等待状态60下是功率门控的，则从等待状态60到处理状态64的过渡可包括使处理器40上电并且重置且初始化该处理器40。在其他实施方案中，从等待状态60的过渡可经历捕获状态62但不停留在捕获状态62中。该实现可减少复杂性，其中略微延长处理器40的唤醒时间。
在捕获状态62下，SCM 44可为活动的并且可对来自传感器20中的一个或多个传感器的数据进行采样。SCM 44可将所捕获的传感器数据写入存储器42(SCM数据52)。SCM 44也可将附加数据写入存储器42(SCM数据52)，诸如与所捕获的传感器数据相关联的时间戳、传感器标识符等。任何期望的附加数据可被存储在存储器42中。在一个实施方案中，时间戳可以是传感器数据被传感器20感测到的时间，该时间可在数据被SCM 44捕获之前。另选地，时间戳可以是传感器数据被SCM 44捕获的时间。
SCM 44可检测到一个或多个阈值，SCM 44可被配置为在该一个或多个阈值处唤醒处理器40以处理数据。阈值可包括例如存储器42中的SCM数据52的相对充满度、所采集的传感器样本的数量、自第一样本以来过去的时间、不是由样本触发的唤醒时间、错误检测等。可使用任何一组一个或多个阈值并可且针对不同的传感器使用不同的阈值。如果达到阈值，则状态机可从捕获状态62过渡到处理状态64。另选地，如果完成传感器数据捕获，则状态机可从捕获状态62过渡到等待状态60。
在处理状态64下，处理器40可为活动的，并且执行来自存储器42的代码(或来自处理器40的高速缓存，如果有的话)。该代码可包括例如过滤代码。在处理状态64期间，SCM 44可为周期性活动的，以捕获附加传感器数据，或可在处理状态64下为持续活动的。在处理器40上执行的代码可确定其已至少暂时地被完成，并可使得重新过渡回到捕获状态62。另选地，可直接过渡到等待状态60(例如如果SCM 44是活动的)。
该代码也可确定在处理状态64下期望与存储器12进行通信。例如，可使用与存储器12的通信来将来自存储器42的所捕获的传感器数据写入存储器12，以利用存储器12中的更大的可用存储空间。在一些实施方案中，存储器12也可存储附加代码，该附加代码可由处理器40执行(例如附加的过滤算法)并且可不连续地被存储在存储器42中。在建立与存储器12的通信之后，附加代码可由处理器40执行。例如，附加代码可从存储器12取得再放入存储器42中，和/或可由处理器40进行高速缓存。响应于处理器40检测到所捕获的传感器数据中的期望图案或其他方面，可将数据从存储器42写入存储器12，并且可批准由CPU复合体14中的CPU处理器30进行附加处理。数据可写入存储器12，使得CPU处理器30可对其进行访问。如果期望与存储器12进行通信，则状态机可过渡到存储器访问状态66。该过渡可包括由SOC重新配置电路46执行的用于对存储器控制器22的状态以及从始终通电部件16到存储器控制器22的通信路径进行编程的操作。在一些实施方案中，可激活整个通信结构27。在其他实施方案中，可激活通信结构27的参与存储器控制器22和始终通电部件16之间的通信的仅一部分。存储器12也可脱离自刷新模式。在实施方案中，本地PMGR48也可参与过渡，从而在存储器控制器供电电压由PMU 156管理时请求存储器控制器22的上电。
在存储器访问状态66下，存储器控制器22可为活动的，并且始终通电部件16可访问存储器12。始终通电部件16(并且在实施方案中更具体地为处理器40)可被配置为生成对存储器12的读操作和写操作，该读操作和写操作可通过互联器50和通信结构27承载至存储器控制器22。数据可由存储器控制器22返回(用于读取)或由存储器控制器22以类似方式接收(用于写入)。
处理器40可确定已终止对访问存储器12的需求，并可使得过渡回到处理状态64。过渡可包括使存储器12返回至自刷新模式并使存储器控制器22和通信结构27掉电。
处理器40也可确定SOC 10将被唤醒(例如将处理切换至CPU复合体14)。状态机可从存储器访问状态66过渡到SOC通电状态68。过渡可包括本地PMGR 48从PMU 156请求对SOC10上电，并且可包括SOC重新配置电路46根据配置数据56来对各个部件进行编程。在一个实施方案中，可支持直接从处理状态64过渡到SOC通电状态68。在此类过渡中，也可进行存储器控制器22的上电和存储器12从自刷新模式的脱离。另选地，处理器40可检测到期望过渡到SOC通电状态68，但是可经历存储器访问状态66以执行该过渡。
SOC 10(例如PMGR 32和/或在CPU处理器30上执行的软件)可根据SOC通电状态68来确定SOC 10要过渡到低功率状态。在一个实施方案中，软件可执行“挂起到RAM”操作，在该操作中，在存储器12被置于自刷新模式且SOC 10部件掉电之前，包括同样由配置数据56表示的状态的各个状态被写入存储器12。因此，在返回至SOC通电状态68时，可根据配置数据56来执行对状态的重新编程，随后软件可基于被存储在存储器12中的数据而恢复执行。例如与不包括始终通电部件16的情况相比而言，过渡可相对较快。在这种情况下，软件可开始正常的冷启动过程。在该过程中的某个点处，软件可认识到已发生挂起到RAM，但是在该过程中的这个点处可已执行某个不必要的初始化处理。
一般来讲，在较低功率水平状态下执行的操作同样也可在状态机为较高功率状态中的任一状态时被执行。例如，也可在状态机处于处理状态64、存储器访问状态66和SOC通电状态68时(例如，在当状态机为其他状态中的任一状态时使得SCM 44捕获数据的触发器中的任一触发器发生的情况下)执行传感器数据捕获。相似地，处理器40可在处理状态64、存储器访问状态66和SOC通电状态68中的任一状态下为活动的，并因此可在这些状态中的任一状态下处理数据。
如果SOC 10停机，则状态机可从SOC通电状态68返回到存储器访问状态66(并且可基于始终通电部件16中的其他活动而过渡到较低状态)。另选地，从SOC通电状态68直接过渡到状态60,62,64或66中的任一状态可基于过渡发生时始终通电部件16中的当前活动而执行。
现在转向图4，其示出了另一个状态机的框图。图4中的状态机可与图3中的状态机合作实现。在例示的实施方案中，状态机包括断电状态70、SOC通电状态72、AO+存储器状态74、AO状态76、和非AO状态78。AO在该上下文可为始终通电的缩略语。
断电状态70可以是所有给SOC 10的电源提供都断电的状态，诸如当包括SOC 10的设备完全断电时。因此，状态机可响应于通电电源供给SOC 10而从断电状态70过渡(例如过渡到SOC通电状态72)。可执行SOC 10的重置，并且随后SOC 10可继续启动。状态机可响应于完全断电SOC 10而从SOC通电状态72过渡到断电状态70。电源断电可出现在CPU30上执行的软件已将任何期望状态从存储器12保存至非易失性存储器、已对设备可具有的各个连接(例如无线和/或有线网络连接、无线电话连接等)进行断电、或已使设备准备好正常断电之后。尽管在图4中是从SOC通电状态72过渡到断电状态70，但是在其他实施方案中可支持从其他状态过渡到断电状态70。
在SOC通电状态72，SOC 10可以满功率运行。SOC 10的各个部件可根据需要打开或断电，但是SOC 10整体可在SOC通电状态72下大体被视为活动的。SOC通电状态72可对应于图3的实施方案中的SOC通电状态68。
在SOC通电状态72下，在CPU复合体14上执行的软件可确定SOC10应当进入低功率状态(例如睡眠)。在实施方案中，软件可执行“挂起到RAM”操作，在该操作中，各个SOC状态在SOC 10掉电前被写入存储器12。存储器12可被置于“自刷新”模式，在该“自刷新”模式中，存储器保持存储器内容，但是在至存储器控制器22的存储器接口上不活动。PMGR 32可将掉电命令发送到PMU 156以使得SOC 10中的部件掉电，而不是发送到存储器控制器22、结构27(或该结构的用于与存储器控制器22进行通信的一部分)以及始终通电部件16。另选地，本地PMGR 48可传输掉电命令。状态机可过渡到AO+存储器状态74。在一些实施方案中，也可支持从SOC通电状态72过渡到AO状态76。另选地，从SOC通电状态72过渡到AO状态76可经历AO+存储器状态74。即，如果目标状态是AO状态76，则可过渡到AO+存储器状态74，之后过渡到AO状态76。
在AO+存储器状态74下，存储器控制器22、通信结构27(或至始终通电部件16的一部分)和始终通电部件16可为活动的。AO+存储器状态74可对应于图3中的存储器访问状态66。如果检测到使得SOC唤醒的事件，则状态机可过渡到SOC通电状态72(在各个实施方案中，经由与PMU 156的通信和/或SOC 10中的电源开关来使SOC 10的其他部件上电，并经由SOC重新配置电路46和/或根据存储器12中的数据来重新配置部件)。
另一方面，始终通电部件16可确定存储器访问结束并可去激活存储器控制器22(在将存储器12置于保持模式诸如自刷新模式之后)。存储器控制器22可掉电并且始终通电部件16可保持通电。状态机可过渡到AO状态76。AO状态76可对应于图3中的处理状态64、捕获状态62和等待状态60中的任一状态。如果始终通电部件16确定存储器访问再次为期望的(例如由于达到SCM数据52中的各个阈值或经由处理器40检测到图案/属性)，则状态机可过渡到AO+存储器状态76(使存储器控制器22和通信结构27通电，以及经由SOC重新配置电路46来对其进行重新配置)。在一些实施方案中，可支持从AO状态76直接过渡到SOC通电状态72，包括使存储器控制器22、通信结构27和SOC 10的其他部件上电，以及经由SOC重新配置电路46来对那些部件进行重新配置。
在一个实施方案中，可支持非AO状态78。该非AO状态78可为始终通电部件16掉电但存储器12在保持模式下保持通电的状态。非AO状态78可类似于“经典的”挂起到RAM状态。从非AO状态78返回至SOC通电状态72可包括软件对SOC 10的部件(包括始终通电部件16)进行重新配置。软件可在CPU处理器30上执行。因此，从非AO状态78过渡到SOC通电状态72可包括基本的启动操作，直到软件已对SOC 10进行初始化并且已检测到存储器12已存储状态。
接下来转图5，其示出了例示可在SOC 10上(例如由CPU处理器30)执行的软件代码的一个实施方案的操作的流程图。可在包括SOC 10的设备启动时执行代码。代码可类似地在部件的可编程配置改变期间被执行。在各个实施方案中，在配置改变期间执行的代码可与再启动期间执行的代码相同或不同。在其他实施方案中，图5中所示的操作的部分可在硬件中实现。代码可包括指令，当指令在处理器上被执行时实现图5中所示的操作。在实施方案中，实现图5中的操作的代码可为用于相应部件的驱动器代码的一部分，因此图5所示的操作可在多个代码序列中实现。
代码可确定将被编程到部件(框80)中的配置参数。该参数可基于发现部件和其能力。虽然SOC 10中的部件由于在硬件中实现而可为固定的，但是代码可为通用的，以在SOC10的多个版本上运行。此外，SOC 10可被包括在多个以不同形式设计的设备中。期望的参数可被特定的设备影响，该特定设备中的SOC 10是示例化的。
代码可将配置参数写入部件(框82)，从而对部件进行编程。如果配置参数包括将在睡眠状态或其他掉电状态之后重新使SOC 10通电时恢复的数据(决策框84，“是”分支)，则代码可将配置参数写入可编程配置数据56，从而跟踪SOC重新配置电路46中的状态(框86)。在其他实施方案中，SOC重新配置电路46可被配置为自动跟踪期望状态。
需注意，在一些实施方案中，并非所有配置参数都需要是SOC 10后续上电时部件所恢复的重新配置状态的一部分。例如，设定不需要用于与部件的基本通信的各个可选特征的参数可在重新配置时被设定为默认值。在CPU 30上重新开始执行以用于使部件恢复之后，可从存储器12中的“挂起到RAM”状态读取此类可选参数。因此，此类参数不需要是由SOC重新配置电路46存储的状态的一部分。此外，如先前所提及的，在一些实施方案中，写入SOC重新配置电路46的参数可不同于SOC 10掉电时被编程到部件中的参数。在这种情况下，写入SOC重新配置电路46的参数可以是响应于SOC 10的唤醒而将被重新编程到部件中的那些参数。
接下来转向图6，其示出了例示响应于在始终通电部件16中确定SOC10的一个或多个部件将被再次上电而进行的始终通电部件16的一个实施方案的操作的流程图。例如，图6的操作可以是向存储器访问状态66/AO+存储器状态74过渡的一部分，以恢复存储器控制器22和通信结构27。图6的操作可以是向SOC通电状态68/SOC通电状态72过渡的一部分，以恢复SOC 10的部件。始终通电部件16可被配置为实现图6中所示的操作。
始终通电部件16可被配置为使得恢复正在上电的部件的功率(框90)。例如，本地PMGR 48可被配置为请求PMU 156恢复提供给SOC 10的一个或多个供电电压轨的供电电压。另选地，本地PMGR 48或始终通电部件16中的其他电路可被配置为控制SOC 10中的电源开关以恢复提供给功率门控部件的功率。也可使用PMU请求和电源开关控件的组合。
一旦功率已稳定并且任何部件重置已完成，则SOC重新配置电路46可被配置为利用与部件对应的可编程配置数据56来对部件进行编程(框92)。SOC重新配置电路46可被配置为读取可编程配置数据56以及将数据传输到部件，直到完成重新配置(决策框94)。一旦重新配置已完成(决策框94，“是”分支)，则向新状态(例如存储器访问状态66或SOC通电状态68)的过渡可完成(框96)。
过渡可采取任何形式(例如编程的输入/输出(PIO)写入、专用通信路径、存储器映射的I/O写入等)。除配置参数的写入之外，一些实施方案可支持可编程配置数据56中的其他信息以根据部件来确定状态，其可成为确定重新配置是否完成的一部分(决策框94)。例如，一系列配置参数写入可被传输至部件，之后进行对寄存器的轮询读取，该部件更新该寄存器以指示例如操作完成或准备就绪。
图7是示出了SOC 10的部件以及在SOC 10的一个实施方案中哪些部件针对存储器访问状态66/AO+存储器状态74通电或断电的框图。图7中有阴影的部件是断电的，而没有阴影的部件是通电的。各个焊盘98A-98D也被示出于图7中。焊盘可包括被配置为驱动SOC 10的管脚上的信号以及从管脚接收信号的输入/输出驱动器/接收器电路。因此，焊盘98A-98D也可接收供电电压。在该实施方案中，用于存储器控制器22以与存储器12进行通信的焊盘98C可被通电，同样从始终通电部件16至各个传感器的焊盘98B也被通电。用于PMGR 32以与PMU 156进行通信的焊盘98D以及用于外围设备18B的焊盘98A均可被掉电。另选地，当至少一个焊盘被通电时，单一焊盘结构可用于所有焊盘均通电的情况。
如图7所示，存储器控制器22和始终通电部件16可在其余部件都掉电时被上电。此外，通信结构27的用于在始终通电部件16和存储器控制器22之间通信的一部分99可在通信结构27的其余部分掉电时被上电。例如，在实施方案中，通信结构27可包括一组分级的总线和电路，以将事务从源诸如外围设备18A-18B、CPU复合体14和始终通电部件16路由至存储器控制器22。结构也可将数据(至存储器控制器22的用于写入的数据、来自存储器控制器22的用于读取的数据)和应答从存储器控制器22承载至源。始终通电部件16和存储器控制器22之间的分级的接口和电路的部分可被通电，并且其他部分可被断电。
图8是示出了针对一个实施方案的使用重新配置机制的延迟减少的框图。如图8左侧的箭头所示的，时间在图8中从上到下增加。在左边是用于集成电路10的启动序列，并且在右边是根据本具体实施的重新配置机制的重新配置。
当包括SOC 10的设备初始上电时可执行启动序列。因此，没有数据被存储在存储器12中并且SOC 10没有被初始化，该数据包括可编程重新配置数据56。启动序列包括只读存储器(ROM)加载100、低电平启动102和内核104。ROM加载100可在退出由CPU处理器30进行的重置时开始，并可包括从ROM(例如安全ROM)读取用于低电平启动102的低电平启动代码、解密和/或验证低电平启动代码以及启动低电平启动代码。低电平启动代码可发现SOC 10的各个部件并可初始化该部件。一般来讲，可根据内核代码的设计来控制初始化的数量、待被初始化的部件以及由低电平启动代码初始化的部件的状态(核心框104)。即，低电平启动代码可在系统/SOC 10中生成状态，该状态被预期为在内核代码执行其第一指令时就位。内核代码可以是操作系统的中央核心，从而管理由系统中执行的各个应用程序所使用的SOC10的资源。
当使用重新配置机制再次上电时，可避免ROM加载100。重新配置机制(框106)可具有与低电平启动102相同的作用，但是在一些情况下可比低电平启动代码更快。在最坏的情况下，重新配置机制106可具有与低电平启动102相同的延迟。当重新配置机制106完结时，内核104可准备执行。使用重新配置机制的延迟减少由箭头108所示。
在另一个实施方案中，可通过从低电平启动代码中导出重新配置代码以及将代码存储在可由CPU处理器30在上电事件后访问的位置中(例如在非易失性存储器中，诸如SOC10中或被耦接至其的闪存存储器)来实现重新配置机制106。在CPU处理器30上电并重置后，CPU处理器30可从重置释放至重置矢量，该重置矢量指向该位置，使得可执行重新配置代码。该重新配置代码能够以对内核的调用而结束。
图9是示出了针对一个实施方案使用推测以减少唤醒延迟的框图。一般来讲，诸如图9中所示的推测可在任何层次使用(例如图3和4中的状态之间的任何过渡)，以减少延迟。尽管在推测性地使电路上电以及当推测不准确时时电路掉电会消耗一些功率，但是适当准确的推测可以是很好的功率/性能权衡。类似于图8，时间在图9中从上到下增加。
在图9中的左边是不进行推测的情况下所执行的序列。始终通电部件16可采集N个传感器样本(框110)。即，始终通电部件16可在等待状态60和捕获状态62之间过渡N次，从而每次都捕获传感器数据(其中N是正整数)。在该示例中，始终通电部件16可被编程有阈值N，使得在N个传感器样本之后，状态机过渡到处理状态64(唤醒处理器40)。处理器40可处理传感器数据(框112)，但是不检测使得处理器40唤醒存储器控制器22和SOC 10的其他部件的传感器数据的图案或其他属性。状态机可返回到捕获状态62和/或等待状态60。随后，N个传感器样本可被采集(框114)，并且处理器40可再次被唤醒并且可处理传感器数据(框116)。在这种情况下，处理器40可检测到SOC 10将被唤醒，使得CPU处理器30可进一步处理传感器数据或执行其他处理。因此，状态机可过渡到SOC通电状态68/72，从而唤醒SOC 10并允许进行处理(框118)。
在图9中的右边是用于减少延迟以通电SOC 10的推测的示例。类似于左边的示例，右边的示例可包括始终通电部件16采集N个传感器样本并唤醒处理器40(框120)，从而使状态机过渡到处理状态64。然而在这种情况下，由处理器40执行的代码不仅搜索传感器数据中指示期望立即进行SOC处理的图案/属性(例如，类似于图9的左侧的框112和116)，而且搜索用于预测很快期望进行SOC处理的图案/属性。在右边的示例中，由处理器40执行的代码可预测期望进行SOC处理(框122)，并且可使得状态机过渡到SOC通电状态68/72(框124)。SCM 44也可同时继续捕获传感器样本。当检测到将引起唤醒的图案/属性时，SOC 10可以是已经准备好的。如箭头126所示，与左边的示例相比，延迟可为减少的。如果预测不准确(在图9中误预测)，则SOC 10可返回至睡眠(框128)。在这种情况下，可能已浪费用于唤醒SOC10的功率。
转向图10，其示出了系统150的一个实施方案的框图。在所示的实施例中，系统150包括被耦接至外部存储器12和一个或多个外围设备154的SOC 10的至少一个示例。提供了向SOC 10提供供电电压以及向存储器12和/或外围设备154提供一个或多个供电电压的PMU156。在一些实施方案中，可包括SOC 10的多于一个示例(也可包括多于一个存储器12)。
根据系统150的类型，外围设备154可包括任何期望的电路。例如，在一个实施方案中，系统150可以是移动设备(例如个人数字助理(PDA)、智能电话等)，并且外围设备154可包括用于各种类型的无线通信的设备，诸如wifi、蓝牙、蜂窝、全球定位系统等。外围设备154还可包括附加存储装置，该附加存储装置包括RAM存储装置、固态存储装置或磁盘存储装置。外围设备154可包括用户接口设备诸如显示屏，包括触摸显示屏或多点触摸显示屏、键盘或其他输入设备、麦克风、扬声器等。在图1的实施方案中，外围设备154可包括传感器20。在其他实施方案中，系统150可以是任何类型的计算系统(例如台式个人计算机、膝上型计算机、工作站、网络机顶盒等)。
外部存储器12可包括任何类型的存储器。例如，外部存储器12可以是SRAM、动态RAM(DRAM)(诸如同步DRAM(SDRAM))、双倍数据速率(DDR、DDR2、DDR3等)SDRAM、RAMBUSDRAM、低功率版本的DDR DRAM(例如LPDDR、mDDR等)等等。外部存储器12可包括可供存储器设备安装的一个或多个存储器模块，诸如单列直插存储器模块(SIMM)、双列直插存储器模块(DIMM)等。另选地，外部存储器12可包括一个或多个存储器设备，该一个或多个存储器设备以芯片堆叠或封装堆叠的具体实施方式而被安装在SOC 10上。
图11是计算机可访问存储介质200的一个实施方案的框图。一般来讲，计算机可访问存储介质可包括计算机在使用期间可被计算机访问的任何存储介质以向计算机提供指令和/或数据。例如，计算机可访问存储介质可包括诸如磁性或光学介质的存储介质，例如，盘(固定或可拆卸)、带、CD-ROM、DVD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW或蓝光。存储介质还可包括诸如易失性或非易失性存储器介质，RAM(例如，同步动态RAM(SDRAM)、Rambus DRAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)等)、ROM或闪存存储器。存储介质可被物理地包括在存储介质提供指令/数据至的计算机中。可供选择地，存储介质可与计算机连接。例如，存储介质可经由诸如网络附加存储器之类的网络或无线链路与计算机连接。存储介质可通过诸如通用串行总线(USB)的周边接口连接。一般来讲，计算机可访问存储介质200可以非暂态方式存储数据，其中非暂态在该上下文中可指不通过信号传输指令/数据。例如，非暂态存储装置可以是易失性的(并且可响应于掉电而丢失所存储的指令/数据)或非易失性的。
图11中的计算机可访问存储介质200可存储始终通电部件代码202。始终通电部件代码202可包括指令，当指令被处理器40执行时，实现如上针对代码所述的操作。始终通电部件代码202可例如包括图2所示的处理器代码54。图11中的计算机可访问存储介质200还可包括CPU代码204。CPU代码204可包括ROM加载代码206、低电平启动代码208、和/或内核代码210。每种代码可包括指令，当指令被执行时，实现例如分配给ROM加载框100、低电平启动框102和内核框104的操作。载体介质可包括计算机可访问存储介质以及诸如有线或无线传输的传输介质。
一旦充分理解了以上公开，很多变型形式和修改形式对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本发明旨在将以下权利要求书解释为涵盖所有此类变型形式和修改形式。

Claims (16)

1.一种集成电路，包括：
多个部件，所述多个部件被集成到所述集成电路中，其中所述多个部件包括中央处理单元CPU处理器和在使用期间耦接到第一存储器的存储器控制器；和
第一部件，所述第一部件被耦接至所述多个部件，其中所述第一部件也被集成到所述集成电路中，并且其中所述第一部件被配置为在所述多个部件断电时保持通电，并且所述第一部件被配置为耦接至包括所述集成电路的系统中的至少一个传感器，其中所述第一部件包括处理器、传感器捕获电路和第二存储器，其中在所述多个部件断电的时间期间：
所述传感器捕获电路被配置为从所述至少一个传感器把传感器数据的N个样本捕获到第二存储器中，其中N为正整数，并且其中所述处理器在所述N个样本的所述捕获期间断电；
所述传感器捕获电路被配置为响应于捕获所述N个样本而使所述处理器通电；
所述处理器被配置为对第二存储器中的所捕获的传感器数据的所述N个样本执行处理以检测所捕获的传感器数据的所述N个样本中的预定状态；
所述第一部件被配置为响应于所捕获的传感器数据在第二存储器中填充到阈值水平而使所述存储器控制器和从第一部件至所述存储器控制器的通信路径通电；
所述第一部件被配置为从第二存储器向第一存储器写入所捕获的传感器数据以供CPU处理器处理，其中所述写入是响应于所捕获的传感器数据填充到所述阈值水平从而在CPU处理器保持断电的情况下实现的；并且
所述第一部件被配置为响应于检测到所述预定状态而使所述多个部件通电，其中所述CPU处理器被配置为处理第一存储器中的所捕获的传感器数据。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述处理器被配置为过滤所述第二存储器中的所捕获的传感器数据的所述N个样本。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一部件被配置为在多个功率状态下工作，并且其中所述多个功率状态中的第一功率状态包括在所述处理器不活动时所述传感器捕获电路被通电并捕获传感器数据。
4.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述多个功率状态中的第二功率状态包括所述处理器为活动的，以执行所述处理，并且其中所述第一部件被配置为响应于所述第二存储器中的所捕获的传感器数据达到N个样本而从所述第一功率状态过渡到所述第二功率状态。
5.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述多个功率状态中的第三功率状态包括所述传感器捕获电路和所述处理器不活动，并且其中所述第一部件被配置为响应于传感器数据能够用于由所述传感器捕获电路读取而从所述第三功率状态过渡到所述第一功率状态。
6.一种电路系统，包括：
根据权利要求1所述的至少一个传感器；和
根据权利要求1所述的集成电路。
7.根据权利要求6所述的电路系统，其中所述传感器为加速度计。
8.根据权利要求6所述的电路系统，其中所述传感器为陀螺仪。
9.一种用于在集成电路中监控传感器数据的方法，包括：
在所述集成电路中的多个部件中除第一部件以外的其余部分掉电的时间期间，使所述多个部件中的第一部件通电，其中包括所述第一部件的所述多个部件被集成到所述集成电路中，并且其中所述多个部件包括中央处理单元CPU处理器和在使用期间耦接到第一存储器的存储器控制器；以及
在所述多个部件的所述其余部分掉电的时间期间，所述第一部件：
使用所述第一部件中的传感器捕获电路从被耦接至所述集成电路的至少一个传感器捕获传感器数据的N个样本，以及使用所述第一部件中的第二存储器来存储由所述传感器捕获单元所捕获的样本，其中N是正整数并且其中所述第一部件中的处理器在所述捕获期间掉电；
响应于捕获所述N个样本而使所述处理器上电；
由所述第一部件中的所述处理器处理第二存储器中的所捕获的传感器数据的所述N个样本；
响应于在所捕获的传感器数据的所述N个样本中检测到预定状态而使所述多个部件的所述其余部分上电，其中所述CPU处理器被配置为处理第一存储器中的所捕获的传感器数据；
响应于所捕获的传感器数据在第二存储器中填充到阈值水平而使存储器控制器和从所述第一部件至所述存储器控制器的通信路径上电；以及
从第二存储器向第一存储器写入所捕获的传感器数据，其中所述写入是由第一部件执行的并且是响应于所捕获的传感器数据在第二存储器中填充到阈值水平在CPU处理器保持掉电时执行的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述处理包括过滤所捕获的传感器数据的所述N个样本。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一部件被配置为在多个功率状态下工作，并且其中所述捕获发生在所述多个功率状态中的第一功率状态下，并且其中所述过滤发生在所述多个状态中的第二功率状态下，其中所述方法进一步包括：
检测到所捕获的传感器数据的所述N个样本准备好进行过滤；以及响应于所述检测而从所述第一功率状态过渡到所述第二功率状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一部件被进一步配置为当空闲时在第三功率状态下工作，其中所述方法进一步包括：
检测到所述传感器数据的所述N个样本准备好进行捕获；以及
响应于所述检测而从所述第三功率状态过渡到所述第一功率状态。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一功率状态包括所述传感器捕获单元为活动的并且所述处理器不活动，其中过渡到所述第二功率状态包括激活所述处理器以执行所述过滤。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第三功率状态包括所述处理器和所述传感器捕获单元不活动，其中过渡到所述第一功率状态包括激活所述传感器捕获模块。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括响应于完成对所述传感器数据的所述捕获而从所述第一功率状态过渡到所述第三功率状态。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括响应于完成所述过滤而从所述第二功率状态过渡到所述第一功率状态和所述第三功率状态中的一者。
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