CN107613546A

CN107613546A - Ble芯片及其中指定元件的控制方法、蓝牙低功耗设备

Info

Publication number: CN107613546A
Application number: CN201710601778.1A
Authority: CN
Inventors: 李洋; 隋星光; 周全
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: CN107613546B

Abstract

本申请公开了一种BLE芯片及其中指定元件的控制方法、蓝牙低功耗设备。该方法包括：在BLE芯片进入待机模式之前，将指定元件的寄存器的值写入BLE芯片的RAM中；当BLE芯片进入待机模式时，停止向所述指定元件供电；当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中，并继续向所述指定元件供电。通过在BLE芯片进入待机模式前预先保存指定元件的寄存器的值，激活后再重新写入寄存器中，能够显著减少指定元件在待机模式下的耗电，从而节省设备功耗以及提高续航能力。

Description

BLE芯片及其中指定元件的控制方法、蓝牙低功耗设备

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种蓝牙低功耗BLE芯片及其中指定元件的控制方法。本发明同时还涉及一种蓝牙低功耗设备。

背景技术

随着电子设备的不断发展和应用，硬件及软件功能均实现了很大的提升，其所需消耗的电量也越来越多，然而现在的普通电池还无法实现长时间的供电，因此为了提高电池寿命和性能，对于电子设备低功耗的要求也越来越高。

在目前生活方式中，家庭自动化、终端和医疗应用通常采用短距离通信，随着可穿戴电子设备等应用通常使用纽扣电池，低功耗通信是一项迫切要求。因此BLE(BluetoothLow Energy,蓝牙低功耗)通信技术便应运而生。

蓝牙低功耗技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz射频频段。蓝牙低功耗技术采用可变的连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。另外，因为BLE技术连接速度很快，因此平时可以处于“非连接”状态用以节省能源，此时链路两端相互间只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。基于该特性，BLE技术非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控器等其他外设传送数据。这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节)，而且发送次数也很少(例如每秒几次到每分钟一次，甚至更少)。换句话说，就是绝大部分时间，蓝牙低功耗设备都处于待机模式。

发明人在实现本发明的过程中发现，在蓝牙低功耗设备的所有功耗中，待机模式下的功耗占很大比例，而蓝牙低功耗设备多数时间是处于待机模式下的，如智能手环大部分时间都处于待机模式下，只有极少数时间会与手机进行短暂通信。

由此可见，如何减少待机模式下的蓝牙低功耗设备的功耗，从而进一步提高蓝牙低功耗设备的续航能力，成为目前技术人员亟需要解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法及蓝牙低功耗设备，在不改变硬件结构的基础上，通过在BLE芯片进入待机模式前预先保存指定元件的寄存器的值，激活后再重新写入寄存器中，从而降低蓝牙低功耗设备的待机功耗，提高蓝牙低功耗设备的续航能力。

为了达到上述目的，本申请一方面提供了一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法，包括：

在BLE芯片进入待机模式之前，将指定元件的寄存器的值写入BLE芯片的RAM中；

当BLE芯片进入待机模式时，停止向所述指定元件供电；

当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中，并继续向所述指定元件供电。

优选的，通过以下步骤确定BLE芯片从待机模式切换至激活模式：

当BLE芯片进入待机模式时，在所述RAM的预设地址写入预设标识；

当BLE芯片进入激活模式时，读取所述RAM的预设地址中的数据；

若所述数据与所述预设标识匹配，则确定BLE芯片从待机模式切换至激活模式。

优选的，所述当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中的步骤之后还包括：

从BLE芯片进入待机模式之前的下一条指令开始执行。

优选的，若所述数据与预设标识不匹配，则确定BLE芯片从启动后直接进入激活模式。

优选的，所述RAM被划分为多个区，并由所述寄存器分别控制每个区的供电。

当所述指定元件为CPU时，所述指定元件的寄存器为CPU控制寄存器。

当所述指定元件为外设时，所述指定元件的寄存器为外设寄存器。

当BLE芯片进入待机模式时，对BLE芯片的外设进行配置，以使所述外设的功耗为最低。

另一方面，本申请还提出了一种蓝牙低功耗BLE芯片，包括：

包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现如前述任一项所述的方法。

另一方面，本申请还提出了一种蓝牙低功耗设备，包括蓝牙低功耗BLE芯片。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

本申请公开了一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法及蓝牙设备。该方法包括：在BLE芯片进入待机模式之前，将指定元件的寄存器的值写入BLE芯片的RAM中；当BLE芯片进入待机模式时，停止向所述指定元件供电；当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中，并继续向所述指定元件供电。通过在BLE芯片进入待机模式前预先保存指定元件的寄存器的值，激活后再重新写入寄存器中，能够显著减少指定元件在待机模式下的耗电，从而节省设备功耗以及提高续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法的流程示意图；

图2为本申请具体实施例提出的一种蓝牙低功耗BLE芯片降低功耗流程示意图；

图3为本申请实施例提出了一种BLE芯片的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，蓝牙低功耗设备的绝大部分时间都是处于待机模式下。在该模式下，蓝牙低功耗设备中的一些元件的耗电占了很大比例，如果能将该部分功耗省掉，将整体上显著降低整个芯片的功耗。为此，本申请提出了一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法。该方法能够显著降低待机模式下的蓝牙低功耗设备的功耗，从而提高其续航能力。

如图1所示，为本申请实施例所提出的一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法的流程示意图，包括：

S101、在BLE芯片进入待机模式之前，将指定元件的寄存器的值写入BLE芯片的RAM中。

在待机模式下，BLE芯片主要的功耗主要来自于CPU、RAM等设备运行功耗以及GPIO等设备漏电功耗，除此之外还包括其他一些部件的功耗，对于会在待机模式下造成耗电的部件，本发明将其统一归类为指定元件，相应的，根据指定元件的不同，其对应的寄存器也相应的发生变化。

举例来说，当所述指定元件为CPU时，所述指定元件的寄存器为CPU控制寄存器，而当所述指定元件为外设时，所述指定元件的寄存器为外设寄存器。在此基础上，技术人员可以基于BLE芯片中的其他部件设置其他指定元件以及寄存器的类型，这些都属于本申请的保护范围。

当BLE芯片进入待机模式前，BLE芯片中指定元件的寄存器中的值用于表征指定元件当前的运行状态。将当前指定元件的寄存器的值写入BLE芯片的RAM(random accessmemory,随机存取存储器)，是为了BLE芯片从待机模式进入激活模式时，指定元件能够获取自身在BLE芯片进入待机模式时的运行状态，进而能够继续执行BLE芯片进入待机模式时未完成的操作。避免因为停止向所述指定元件供电，引起BLE芯片丢失当前指定元件的运行状态，导致指定元件无法继续执行未完成的操作。

S102、当BLE芯片进入待机模式时，停止向所述指定元件供电。

BLE芯片在写入完成后停止向所述指定元件供电，是为了在待机模式时，降低指定元件的电量消耗，进而降低整个BLE芯片在待机模式时的能量消耗。由于在进入待机模式之前的S101中，BLE芯片已经获取指定元件对应的寄存器的值并将该值写入所述BLE芯片的RAM中，因此不会丢失指定元件的相关数据信息。

S103、当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中，并继续向所述指定元件供电。

为了对设备状态进行准确识别以执行本申请的技术方案，在优选实施例中，确定BLE芯片从待机模式切换至激活模式具体步骤如下：

S1031、当BLE芯片进入待机模式时，在所述RAM的预设地址写入预设标识。

S1032、当BLE芯片进入激活模式时，读取所述RAM的预设地址中的数据；

根据以上步骤，不同的结果对应的处理方式如下：

(1)若所述数据与所述预设标识匹配，则确定BLE芯片从待机模式切换至激活模式。

(2)若所述数据与预设标识不匹配，则确定BLE芯片不是从待机模式切换至激活模式，而是从启动后直接进入激活模式。

尽管以上优选实施例通过预设标识进行了说明，但本发明并不仅限于此。在能匹配标识并确定所述指定元件对应的寄存器的值存储的所述RAM中的预设地址前提下，RAM的预设地址在设置有预设标识或者其他确定方式不会影响本申请的保护范围。

在将之前写入RAM中的值写入与指定元件对应的寄存器中后，指定元件能够对应BLE芯片进入待机模式之前时自身的运行状态，从而在激活模式继续执行自身在BLE芯片进入待机模式时未完成的操作。因此，在本申请的优选实施例中，所述当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中的步骤之后还包括：从BLE芯片进入待机模式之前的下一条指令开始执行。

由于RAM需要保存寄存器值，但RAM在待机模式下同样也存在功耗，所以为了进一步降低设备整体在待机模式下的功耗，本申请优选实施例中RAM被划分为多个区，并由所述寄存器分别控制每个区的供电。举个例子，将RAM分为分为8个区，由寄存器分别控制每个区的供电。这样，BLE芯片在处于待机模式时，可以通过寄存器进行以下控制：仅对RAM中被使用的4个区进行供电，即不对RAM中不被使用的另外4个区进行供电，此时RAM的功耗为原来的(1/8)*4＝1/2，进而降低了蓝牙低功耗设备整体的功耗。

发明人通过研究发现在standby待机模式下，BLE芯片功耗一部分来自于外设，例如GPIO等设备漏电功耗。因此在本申请的优选实施例中，当BLE芯片进入待机模式时，对BLE芯片的外设进行配置，以使所述外设的功耗为最低。在本发明优选实施例中外设器件采用GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出口)设备，并各管脚进行配置，以使所述BLE芯片的GPIO为最低功耗状态。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：本申请公开了一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法及蓝牙设备。该方法包括：在BLE芯片进入待机模式之前，将指定元件的寄存器的值写入BLE芯片的RAM中；当BLE芯片进入待机模式时，停止向所述指定元件供电；当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中，并继续向所述指定元件供电。通过在BLE芯片进入待机模式前预先保存指定元件的寄存器的值，激活后再重新写入寄存器中，能够显著减少指定元件在待机模式下的耗电，从而节省设备功耗以及提高续航能力。

下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例为了解决上述现有技术的问题，提出了一种蓝牙低功耗BLE芯片的待机方法。该方法具有以下优势：能够在不增加任何硬件的基础上，最大限度地将待机模式下的蓝牙低功耗设备的功耗降至最低，提高其续航能力。

如图2所示，为本申请具体实施例所提出的一种蓝牙低功耗BLE芯片降低功耗流程示意图，包括：

步骤200、开始进入待机模式。

步骤201、BLE芯片在将要进入待机模式之前，保存必要寄存器的值至RAM。

其中上述寄存器包括外设寄存器、CPU控制寄存器。需要注意的是，此处是将所有外设寄存器存储的值以及部分必要的CPU控制寄存器中存储的值保存至RAM固定地址/指定区域地址。另外，本发明具体实施例中外设寄存器以GPIO为例，其他外设寄存器均在本发明保护范围内。

步骤202、在RAM固定地址保存一个预设标识。

此处预设标识用来表示步骤204进入待机模式时，步骤205中BLE芯片CPU重新启动时会检查步骤206RAM固定地址中的标识。

步骤203、配置GPIO各管脚至最低功耗状态。

步骤203可减少GPIO设备的的漏电功耗，另外，在待机模式下，通过配置电源管理单元PMU，将CPU配置为关闭模式，将RAM配置为保留模式，并控制整个系统进入步骤204待机模式。

步骤204、进入待机模式。

步骤205、若干时间后，根据用户指令，BLE芯片需要回到激活模式。

步骤206、重新从软件的入口地址开始执行。

在激活状态时，CPU由于处于关闭模式，如步骤206重新从软件的入口地址开始执行(也就是被软件层的接口调用)。

步骤207、通过软件检查步骤202中RAM地址并判断其内数据是否匹配预设标识。

步骤208、判断模块“RAM固定地址＝标识？”若匹配标识，跳转至步骤209。若不匹配标识，跳转至步骤208。

步骤209、恢复寄存器。

步骤210、从进入待机模式的下一条指令开始继续执行。

步骤211、正常执行过程。

通过该方案能够使待机模式下的CPU功耗和GPIO等外设漏电功耗降为零，并且在只保留RAM供电时，通过对RAM分区控制供电，进一步降低待机模式下的功耗省电。

为更清楚地说明本申请前述实施例提供的方案，基于与上述方法同样的发明构思，本申请实施例还提出了一种蓝牙低功耗BLE芯片，如图3所示，为本申请实施例提出了一种BLE芯片的结构示意图，该BLE芯片包括：

包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

另一方面，本申请实施例还提出了一种蓝牙低功耗设备，包括蓝牙低功耗BLE芯片。

手机，平板，PC到车载设备均携带有蓝牙低功耗设备。该芯片可应用于智能家电、可穿戴设备、医疗设备中。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的蓝牙低功耗BLE芯片的有益技术效果包括：

本发明中的蓝牙低功耗BLE芯片能够不对硬件进行改动的情况下，通过芯片的CPU处理器执行存储器中的计算机程序，实现前述实施例中任一项的方法。极大地减少待机模式下的蓝牙低功耗设备的功耗，提高其续航能力。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种蓝牙低功耗BLE芯片中指定元件的控制方法，其特征在于，包括：

当BLE芯片进入待机模式时，停止向所述指定元件供电；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下步骤确定BLE芯片从待机模式切换至激活模式：

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当BLE芯片从待机模式切换至激活模式时，将之前写入所述RAM中的值写入所述寄存器中的步骤之后还包括：

从BLE芯片进入待机模式之前的下一条指令开始执行。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述数据与预设标识不匹配，则确定BLE芯片从启动后直接进入激活模式。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RAM被划分为多个区，并由所述寄存器分别控制每个区的供电。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述指定元件为CPU时，所述指定元件的寄存器为CPU控制寄存器。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述指定元件为外设时，所述指定元件的寄存器为外设寄存器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当BLE芯片进入待机模式时，对BLE芯片的外设进行配置，以使所述外设的功耗为最低。

9.一种蓝牙低功耗BLE芯片，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种蓝牙低功耗设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的蓝牙低功耗BLE芯片。