CN107407957A - 峰值电流处理器 - Google Patents

Abstract

用于限制电子装置中的峰值电流汲取的装置和方法包括：识别电子装置的操作状态；以及访问存储在电子装置中的数据，数据包括电子装置的可能操作状态和用于将电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下的相应配置数据。基于从存储器获得的数据修改电子装置的操作参数，以将电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下。

Description

峰值电流处理器

相关申请数据

本申请要求2015年3月17日提交的美国第14/660,117号非临时申请的优先权，其通过引用的方式全文并入本文中。

技术领域

本公开的技术总体涉及电子装置，并且更具体地涉及用于限制电子装置的峰值电流消耗的设备和方法。

背景技术

随着电子装置的尺寸持续缩小，存在可用于对电子装置供电的电池的较少空间。例如，由于尺寸限制，智能手表电池可能显著小于智能电话电池。因此，可用于智能手表的能量可能显著少于可用于智能电话的能量。

电子装置中的电流消耗可能基于若干因素而变化。如果电流消耗超过规定水平，则电池输出的电压可能降至电子装置可能关闭的点(低电压情况)。如将理解的，因为用户无法使用装置，所以这是不期望的。

发明内容

根据本公开的装置和方法可以防止装置由于高电流需求而关闭。更具体地，确定电子装置的操作状态，该操作状态例如可以包括哪些和多少应用正在执行和/或将要执行、显示装置的亮度、有效无线连接(active wireless connection)等。基于所确定的操作状态，基于可以被存储在例如电子装置的存储器中的预定数据估计电子装置的电流消耗。如果所估计的电流消耗超过阈值，则调节系统参数，以将峰值电流消耗维持在规定阈值水平以下。这样，可以避免低电压情况，并且维持装置操作。

根据本公开的一个方面，一种电子装置包括：存储器；存储在存储器中的数据，所述数据包括电子装置的可能操作状态和用于将电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下的相应配置数据；以及控制电路，该控制电路被配置为：识别电子装置的操作状态；从存储器获得与所识别的操作状态对应的数据；基于从存储器获得的数据修改电子装置的操作参数，以将电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下。

根据本公开的另一个方面，一种用于限制电子装置中的峰值电流汲取(peakcurrent draw)的方法包括以下步骤：识别电子装置的操作状态；访问存储在电子装置中的数据，所述数据包括电子装置的可能操作状态和用于将电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下的相应配置数据；以及基于从存储器获得的数据修改电子装置的操作参数，以将电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下。

为了实现前述以及相关目的，装置和方法包括下文中在说明书中完全描述且在权利要求中特别指出的特征，以下描述和附图详细阐述了特定例示性实施方式，然而，这些实施方式仅仅指示可以合适采用本发明的原理的各种方式中的若干。

虽然在各附图/实施方式中描述并例示了各种特征，但将理解，给定附图或实施方式的特征可以在本发明的一个或更多个其他附图或实施方式中使用。

附图说明

图1是例示了用于实施根据本公开的实施方式的峰值电流处理器的示例性步骤的流程图。

图2例示了用于关联功能/任务/状态和关联的电流消耗的数据存储器。

图3例示了用于根据本公开的另一个实施方式的电子装置的功能/任务/状态的数据存储器。

图4是例示了用于实施根据本公开的另一个实施方式的峰值电流处理器的示例性步骤的流程图。

图5是例示了包括根据本公开的峰值电流处理器的示例性电子装置的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图描述实施方式，在附图中，同样的附图标记自始至终用于指的是同样的元件。将理解，附图不是必须为等比例。另外，关于一个实施方式描述和/或例示的特征可以以相同方式或类似方式用于一个或更多个其他实施方式中和/或与其他实施方式的特征组合或代替这些特征。

本公开描述了用于限制电子装置中的峰值电流消耗的装置和方法。根据本公开，装置和方法确定电子装置在给定时间点的操作状态。可以包括一个或更多个不同使用情况的所确定的操作状态用于访问数据库、查找表等。数据库/查找表存储电子装置的各种操作状态连同与各操作状态关联的电流消耗。通过将所确定的操作状态定位在数据库/查找表中，可以检索对应的电流消耗。与操作状态关联的电流消耗然后可以与阈值水平进行比较。如果电流消耗超过阈值水平，则可以调节电子装置的操作参数，以减小电流消耗。

初始参照图1，例示了描绘了用于限制电子装置中的峰值电流消耗的示例性方法的流程图。虽然方法描述和流程图可以示出执行步骤的具体顺序，但可以相对于所描述顺序改变执行步骤的顺序。另外，可以同时或部分同时地执行连续描述的两个或更多个步骤。可以省略所描述或所例示的步骤中的一个或更多个。

图1的示例性方法可以使用在一个或更多个非暂时性计算机可读介质(诸如，闪存、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、缓存、或存储信息任意持续时间(例如，延长的时间段、永久地、简短情况、临时缓冲和/或信息缓存)的任意其他存储介质)上存储的经编码的指令(例如，计算机可读指令)来实施。如这里所用的，术语非暂时性计算机可读介质被清晰地定义为包括任意类型的计算机可读介质，并且排除传播信号。典型非暂时性计算机可读介质包括电子存储装置、磁存储装置以及光存储装置。方法可以由电子装置执行。在一个实施方式中，为了进行所述方法，具体实施方法的逻辑指令由电子装置的处理器来执行。另选地，方法可以至少部分在电子装置的硬件(例如，专用集成电路(ASIC)等)中实施。

方法可以在步骤10处开始，在步骤10处，处理器执行逻辑指令，以确定电子装置的操作状态。如这里所用的，“电子装置的操作状态”被定义为在一时刻在电子装置上正执行和/或被请求执行(但尚未执行)的特定功能和电子装置的子系统在该时刻的状态。子系统的状态可以包括例如显示背光的强度、电子装置的处理器和/或存储器的温度、在电子装置中有效的特定无线发送器、无线发送器的功率电平、经由无线发送器发送的数据的比特率(bit rate)、时钟频率、处理器负荷等。

在确定操作状态时，处理器可以访问电子装置的存储器和/或读取硬件寄存器，以确定哪些应用当前正运行或已经被请求运行。处理器还可以查询其他子系统，诸如电子装置的背光控制器，以确定显示背光的强度，电子装置的无线电控制器(wireless radiocontroller)，以确定数据传送是否发生，并且如果发生，则确定数据传送的比特率、收发器的功率输出等。

例如，第一操作状态可以具有在电子装置上执行的第一应用和第二应用(APP1和APP2)，其中，APP2经由WiFi连接流传送音乐，并且电子装置的显示背光处于OFF状态。第二操作状态可以具有与在第一操作状态下相同执行的APP1和APP2这两者，但背光处于ON状态，其中，亮度为最大亮度的75％。如将理解的，可以存在基于由电子装置的各种设置和在电子装置上执行的应用指示的各种排列的、任意数量的操作状态。

接着，在步骤12处，处理器处理与所确定的操作状态关联的电流消耗。在一个实施方式中，电流消耗通过访问数据存储器(诸如，在电子装置的存储器中存储的数据库或查找表)来获得，该数据存储器具有各操作状态和与相应操作状态对应的电流消耗的多个条目。

另外参照图2，例示了为具有多个行22和列24的、以查找表形式的示例性数据存储器20。第一列24a表示电子装置的各种功能/任务/系统，并且第二列24b表示各种电流消耗。各行22a-22n与第一列24a的交叉定义独立功能/任务/系统，并且各行22a-22n与第二列24b的交叉定义与该功能/任务/系统关联的电流消耗。优选地，与各功能/任务关联的电流消耗在实验室环境中测量，并且被预存储在可以驻留在电子装置的存储器中的数据存储器20中。

图2中的数据存储器可以包括如由具体电子装置指示的任意数量的功能/任务/系统，并且图2所示的那些仅是示例性的。另外，数据存储器20可以采取其他形式，并且图2中的描绘仅是示例性实施方式。

处理器可以搜索数据存储器20，以定位在步骤10中识别的有效功能/任务/系统，并且检索与各有效功能/任务/系统关联的电流消耗。然后可以对用于各功能/任务/系统的电流消耗进行求和，以确定电子装置的总预期电流消耗。

接着在步骤14处，将如在步骤12处确定的总预期电流消耗与阈值进行比较，以确定是否应采取任何动作。阈值优选地被设置为使得多达阈值的电流消耗不引起将触发装置关闭的电池电压的降低。这种阈值可以在电子装置中预设，和/或可以基于电池的寿命和/预期剩余寿命更新。

在步骤16处，如果预期电流消耗小于或等于阈值，则存在进行电子装置的正常操作的足够电池电力。因此，不需要采取动作，并且方法移回步骤10，并且方法重复。然而，如果预期电流消耗大于阈值，则如果不采取另外的动作，则电池电压可能下降至可能引起电子装置的关闭的水平。为了避免这种情况，在步骤18处，处理器修改电子装置的一个或更多个操作参数，以试图降低电流消耗。

例如，可以降低无线通信链路的比特率(例如，无线局域网比特率或GSM比特率)，以使功耗最小化。在降低比特率时，可以将预期电流消耗超过阈值水平的程度考虑在内。例如，可以从在实验室环境中进行的测量知道：对于比特率的每兆比特降低，电流消耗也降低10mA(这种测量数据可以存储在电子装置的存储器中)。如果预期电流消耗超过阈值100mA，则比特率可以降低十兆比特，以防止总电流消耗超过阈值。

类似地，可以降低无线发送器的发送功率，和/或可以降低电子装置的时钟频率(例如，CPU或存储器时钟频率)，以使电流消耗最小化。再次，可以在实验室环境中进行测量，以确定发送功率与电流消耗之间的相关性以及时钟频率与电流消耗之间的相关性。这种测量数据可以存储在电子装置的存储器中(例如，在数据存储器20中或在单独的存储区域中)。如在步骤14和16处阐述的预期电流消耗和电流阈值的比较然后可以用于确定必须流出(shed)多少电流。

例如，如果阈值被设置为700mA且如在步骤12中确定的预期电流消耗为770mA，则为了防止低压情形将需要流出至少70mA。可以调节与发送功率和/或时钟频率关联的参数，以流出所需的电流。

可以被修改为降低电流消耗的又一个操作参数是显示装置的背光强度。如将理解的，背光越亮(越强)，将消耗越多的电流。背光强度与电流消耗之间的相关性可以在实验室环境中测量并被存储在电子装置的存储器中。这种数据然后可以用于调节背光亮度，以便将峰值电流消耗维持在阈值以下，如上面所讨论的。

在调节操作参数时，处理器可以一次调节单个操作参数，或者它可以同时调节若干操作参数，以便限制峰值电流消耗。另外或另选地，处理器可以为了将峰值电流维持在阈值以下而禁止某些功能/任务。例如，在执行应用或启用子系统之前，方法可以推断无论如何调节操作参数，峰值电流都将超过阈值。在这种场景中，方法可以简单地防止启用应用/子系统。

另外，在选择修改哪些操作参数时，可以给予某些操作参数超过其他参数的优先级。例如，可以给予维持比特率超过背光强度的优先权(或反之亦然)。由此，在限制峰值电流消耗时，方法将首先调节背光强度，并且仅在背光强度的调节无法提供电流消耗的必要降低时调节比特率。这种优先级设置可以在电子装置中被预设或用户可调节的。

根据本公开的方法的优点在于：它在与传统方法相比时提供较平滑的结果。更具体地，现有技术方法尝试测量实际电流汲取，并且扭拧(tweak)硬件，以限制电流。这导致粗调整，其中，因为粗糙度可能导致超过峰值电流阈值的情况，所以该粗调整当在峰值电流阈值附近操作时可能是有问题的。根据本公开的装置和方法的较平滑操作在不超过峰值电流限制的情况下启用峰值电流限制附近的操作。

代替使用包括用于各功能/任务/状态的电流消耗的数据库/查找表，可以使用指示不同功能/任务/状态的可允许组合的数据库。例如且参照图3，例示了根据本公开的另一个实施方式的表25。该表示出了不同功能/任务/状态的可能组合，其中，表的第一半26例示了功能/任务/状态的期望组合，并且表的第二半28例示了期望功能/任务/状态的可允许组合。

例如，可以期望使用10Mb/s WLAN、所启用的背光以及在600MHz下操作的处理器来操作电子装置。然而，从实验室中的测试可以知道，这种组合导致额外的电流汲取。从实验室测试还可以知道，用于功能/任务/状态的这种组合的可接受折衷是以6Mb/s操作WLAN，以少于70％照度操作背光，并且以500MHz操作处理器。这种另选组合可以用作用于修改电子装置的参数的基础。

虽然图3的示例仅例示了若干可能的组合，但这简单地是为了清楚起见。可以存在电子装置的功能/任务/状态的任意数量的可能组合，并且在操作中，这种可能组合可以被包括在图3的表中。

图4例示了根据第二实施方式的修正方法2’。方法可以在步骤10处开始，在步骤10处，处理器执行逻辑指令，以确定电子装置的操作状态。步骤10与图1中的步骤10对应，并且由此为了简洁起见，省略关于该步骤的另外细节。

接着，在步骤15处，将电子装置的操作状态与可允许的操作状态进行比较。在这一点上，处理器可以访问图3所例示的表，在该表中，将电子装置的当前/所请求操作状态与预定义操作状态进行比较。在对于当前/所请求的操作状态找到匹配时，在步骤17处，如在表中阐述的调节电子装置的操作参数。方法然后移回步骤10并重复。

上述方法可以由电子装置30执行，图5中例示了该电子装置的示例。电子装置30可以为期望限制来自电子装置的电池的峰值电流汲取的任意类型的电子装置，该电子装置的示例包括智能手表、头戴式耳机、媒体播放器、游戏装置、通信器、便携式通信设备、手镯、面甲(visor)、附接到手臂的电话、环状物(ring)等。

电子装置30包括被配置为如关于图1至图4描述的防止峰值电流汲取超过规定阈值的峰值电流处理器功能2。

电子装置30可以包括显示器32。显示器32向用户显示使得用户能够使用电子装置30的各种特征的信息(诸如，操作状态、时间、电话号码、联系人信息、各种菜单等)。显示器32还可以用于视觉地显示由电子装置30接收和/或从电子装置30的存储器34检索的内容。显示器32可以用于向用户呈现图像、视频以及其他图形(诸如，照片、移动电视内容、因特网页面以及与游戏关联的视频)。

按钮36提供各种用户输入操作，并且在被具体实施为智能手表的电子装置中，按钮36可以沿着智能手表的侧或边缘设置。例如，按钮36可以包括用于允许输入信息的按钮、特殊功能按钮(例如，呼叫发送和应答按钮、多媒体回放控制按钮、相机快门按钮等中的一个或更多个)、导航和选择按钮或指向装置等。按钮或按钮状功能还可以被具体实施为与显示器32关联的触摸屏。另外，显示器32和按钮36可以连同彼此一起使用，以实施软键功能。

电子装置30包括通信电路，该通信电路使得电子装置30能够与另一个装置建立通信。通信可以包括呼叫、数据传送等。呼叫可以采取任意合适的形式(诸如但不限于语音呼叫和视频呼叫)。呼叫可以通过蜂窝电路切换网络来进行，或者可以以通过例如蜂窝网络的分组交换能力或通过另选分组交换网络(例如，可与俗称为WiFi的IEEE 802.11兼容的网络或可与俗称为WiMAX的IEEE 802.16兼容的网络)建立的互联网协议电话(VoIP)呼叫的形式。数据传送可以包括但不限于：接收串流内容(例如，串流音频、串流视频等)、接收数据馈送(例如，推送数据、播客、真正简易聚合(RSS)数据馈送)、下载和/或上传数据(例如，图像文件、视频文件、音频文件、铃声、因特网内容等)、接收或发送消息(例如，文本消息、即时消息、电子邮件消息、多媒体消息)等。该数据可以由电子装置30处理，包括：将数据存储在存储器34中，执行应用，以允许用户与数据交互，显示与数据关联的视频和/或图像内容，输出与数据关联的音频声音等。

在示例性实施方式中，通信电路可以包括联接到无线电电路40的天线38。无线电电路40包括用于经由天线38发送和接收信号的射频发送器和接收器。

无线电电路40可以被配置为在移动通信系统中操作。用于与移动无线电网络和/或广播网络交互的无线电电路40类型包括但不限于：全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、通用分组无线业务(GPRS)、WiFi、WiMAX、手持式数字视频广播(DVB-H)、综合业务数字广播(ISDB)、高速分组接入(HSPA)等以及这些标准的高级版本或任意其他合适的标准。应当理解，电子装置30可以能够使用多于一个标准通信。因此，天线38和无线电电路40可以表示一个或多于一个无线电收发器。

电子装置30可以包括被配置为进行电子装置30的功能和操作的整体控制的主控制电路42。控制电路42可以包括处理装置44(诸如，中央处理单元(CPU)、微控制器或微处理器)。为了进行电子装置30的操作，处理装置44执行在控制电路34内的存储器(未示出)和/或单独的存储器(诸如，存储器34)中存储的代码。比如，处理装置44可以执行实施峰值电流处理器功能2的代码。存储器34例如可以为缓冲器、闪存、硬盘驱动器、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器、随机存取存储器(RAM)或其他合适装置中的一个或更多个。在典型结构中，存储器34可以包括用于长期数据存储的非易失性存储器和起到控制电路42的系统存储器功能的易失性存储器。存储器34可以通过数据总线与控制电路42交换数据。存储器34与控制电路42之间的伴随控制线和地址总线也可以存在。

电子装置30还可以包括用于处理由无线电电路40发送和从无线电电路40接收的音频信号的声音信号处理电路46。联接到声音处理电路46的是使得用户能够经由电子装置30听和说的扬声器48和麦克风50。无线电电路40和声音处理电路44各联接到控制电路42，以便进行整体操作。音频数据可以从控制电路42传递到声音信号处理电路46，以便向用户回放。音频数据例如可以包括来自由存储器34存储并由控制电路42检索的音频文件的音频数据或诸如为语音通信或来自移动无线电服务的串流音频数据的形式的所接收的音频数据。声音处理电路44可以包括任意适当的缓冲器、解码器、放大器等。

显示器32可以通过将视频数据转换成用于驱动显示器32的视频信号的视频处理电路52联接到控制电路42。视频处理电路52可以包括任意适当的缓冲器、解码器、视频数据处理器等。视频数据可以由控制电路42生成，从存储在存储器34中的视频文件检索，从由无线电电路40接收的进入视频数据流得到或通过任意其他合适的方法获得。

电子装置30还可以包括一个或更多个输入/输出(I/O)接口54。I/O接口54可以为典型智能手表I/O接口的形式，并且可以包括一个或更多个电连接器。I/O接口54可以形成用于经由线缆将电子装置30连接到另一个装置(例如，计算机)或附件(例如，个人免提(PHF)装置)的一个或更多个数据端口。进一步地，操作功率可以通过I/O接口54来接收，并且对电子装置30内的电源单元(PSU)56的电池充电的电力可以通过I/O接口54来接收。PSU56可以在不存在外部电源时供给操作电子装置30的电力。

电子装置30还可以包括各种其他部件。比如，系统时钟58可以为部件(诸如，控制电路42和存储器34)计时。相机60可以存在用于拍摄数字照片和/或影片。与照片和/或影片对应的图像和/或视频文件可以被存储在存储器34中。在确定电子装置30的位置时可以涉及位置数据接收器62(诸如，全球定位系统(GPS)接收器、伽利略卫星系统接收器等)。局部无线接口64(诸如，红外收发器和/或RF收发器(例如，蓝牙芯片集))可以用于建立与附近的装置(诸如，附件(例如，PHF装置)、另一个移动无线电终端、计算机或另一个装置)的通信。

虽然已经示出并描述了某些实施方式，但应当理解，本领域其他技术人员在阅读并理解该说明书时将想到落在所附权利要求范围内的等同物和修改例。

Claims (20)

1.一种电子装置，该电子装置包括：

存储器；

存储在存储器中的数据，所述数据包括所述电子装置的可能操作状态和用于将所述电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下的相应配置数据；以及

控制电路，该控制电路被配置为：

识别所述电子装置的操作状态；

从存储器获得与所识别的操作状态对应的数据；

基于从存储器获得的所述数据修改所述电子装置的操作参数，以将所述电子装置的所述电流消耗维持在所述规定阈值以下。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述配置数据包括各相应操作状态的电流消耗，并且其中，所述控制电路被配置为：

从存储在存储器中的所述数据获得与所述所识别的操作状态对应的电流消耗；并且

在所述所识别的操作状态的所述电流消耗超过规定阈值时修改所述电子装置的操作参数。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的电子装置，其中，所述电子装置包括智能手表、头戴式耳机、媒体播放器、游戏装置、便携式通信设备、手镯、面甲或环形物中的至少一个。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置，其中，所述数据以查找表的形式被存储，所述查找表具有各操作状态和与所述相应操作状态对应的电流消耗的多个条目。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子装置，其中，所述控制电路被配置为在所述所识别的操作状态的所述电流消耗超过所述规定阈值时修改无线通信收发器的比特率。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其中，比特率包括无线局域网比特率或GSM比特率中的至少一个。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的电子装置，其中，所述控制电路被配置为在所述操作状态的所述电流消耗超过所述规定阈值时修改无线发送器的发送功率。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的电子装置，其中，所述控制电路被配置为在所述操作状态的所述电流消耗超过所述规定阈值时修改所述电子装置的时钟频率。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其中，所述时钟频率包括CPU时钟频率或存储器时钟频率中的至少一个。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的电子装置，其中，所述控制电路被配置为在所述所识别的操作状态的所述电流消耗超过所述规定阈值时修改背光强度水平。

11.一种用于限制电子装置中的峰值电流汲取的方法，该方法包括以下步骤：

识别所述电子装置的操作状态；

访问存储在所述电子装置中的数据，所述数据包括所述电子装置的可能操作状态和用于将所述电子装置的电流消耗维持在规定阈值以下的相应配置数据；以及

基于从存储器获得的所述数据修改所述电子装置的操作参数，以将所述电子装置的所述电流消耗维持在所述规定阈值以下。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，存储在所述电子装置中的所述数据包括与各操作状态对应的电流消耗，其中，访问的步骤包括获得与所识别的操作状态对应的电流消耗；并且修改的步骤包括在所述所识别的操作状态的所述电流消耗超过规定阈值时修改操作参数。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，获得与所述所识别的操作状态对应的电流消耗包括访问查找表，该查找表具有可能操作状态和与相应操作状态对应的电流消耗的多个条目。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，修改操作参数包括修改无线通信链路的比特率。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，修改所述比特率包括修改无线局域网比特率或GSM比特率中的至少一个。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，修改操作参数包括修改无线发送器的发送功率。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中，修改操作参数包括修改所述电子装置的时钟频率。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，修改所述时钟频率包括修改CPU时钟频率或存储器时钟频率中的至少一个。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的方法，其中，修改操作参数包括修改背光强度水平。

20.根据权利要求11至19中任一项所述的方法，其中，功能包括执行应用、数据的无线发送或显示装置的控制中的至少一个。