CN109799898A - 一种芯片的电源控制装置、芯片及其电源控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片的电源控制装置、芯片及其电源控制方法，该装置包括：信号生成单元和开关控制单元；其中，所述信号生成单元，用于在接收到用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；所述开关控制单元，用于根据所述掉电信号控制所述芯片掉电。本发明的方案，可以解决低功耗芯片内部对某个区域的断电仍会有泄露功耗而存在功耗大的问题，达到减小功耗的效果。

Description

一种芯片的电源控制装置、芯片及其电源控制方法

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种芯片的电源控制装置、芯片及其电源控制方法，尤其涉及一种基于RTC模块自动开关芯片电源的低功耗设计的实现装置、芯片及其电源控制方法。

背景技术

为了满足市场上的需求，现在的芯片，不仅对功能、面积和速度有很高的要求，同时对低功耗的要求也越来越高了。低功耗的设计思想有很多种，比如：当系统不需要CPU工作时，可以将CPU的时钟关闭让其停止工作；或者在芯片中内部将暂时不工作的区域断电；这两种方法，都可以一定程度上降低系统的功耗。

其中，对于低功耗芯片而言，一般低功耗芯片内部会有不同的电压域。一些电压域的电源会在低功耗模式下被关断；而另一些电压域则要一直保持有电。这样的设计，是为了保证能实现在低功耗应用的基础下，关掉芯片不必要区域的电源以使得系统达到最低的功耗。但是，这种低功耗芯片内部对某个区域的断电，还是会有电源连接到芯片电源IO引脚，这样芯片内部还是会有泄漏功耗。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种芯片的电源控制装置、芯片及其电源控制方法，以解决现有技术中低功耗芯片内部对某个区域的断电仍会有泄露功耗，存在功耗大的问题，达到减小功耗的效果。

本发明提供一种芯片的电源控制装置，包括：信号生成单元和开关控制单元；其中，所述信号生成单元，用于在接收到用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；所述开关控制单元，用于根据所述掉电信号控制所述芯片掉电。

可选地，还包括：所述信号生成单元，还用于在接收到用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号；所述开关控制单元，还用于根据所述上电信号控制所述芯片上电。

可选地，其中，所述关断电源事件，包括：所述芯片进入设定功耗模式的进入事件；和/或，所述开启电源事件，包括：所述芯片退出设定功耗模式的退出事件；其中，所述设定功耗模式，包括：低功耗模式；所述低功耗模式，包括：待机模式。

可选地，所述信号生成单元，包括：RTC模块；其中，所述关断电源事件、所述开启电源事件中的至少一种事件，包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

可选地，还包括：电源切换模块；其中，所述电源切换模块，用于在所述芯片掉电的情况下，将所述芯片的电源引脚由设定的主电源模块的主电源引脚切换至设定的备份电源模块的备份电源引脚；或者，所述电源切换模块，还用于在所述芯片上电的情况下，将所述芯片的将所述芯片的电源引脚由设定的备份电源模块的备份电源引脚切换至设定的主电源模块的主电源引脚。

可选地，所述开关控制单元，包括：控制开关；所述控制开关的控制端，连接至所述信号生成单元；所述控制开关的第一连接端，连接至所述芯片的供电电源；所述控制开关的第二连接端，连接至所述芯片的电源引脚。

可选地，所述开关控制单元，还包括：第一限流模块和/或第二限流模块；其中，所述第一限流模块，设置在所述芯片的供电电源与所述控制开关的第一连接端之间；和/或，所述第二限流模块，设置在所述控制开关的第二连接端与地之间。

可选地，所述开关控制单元，设置在所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间；所述信号生成单元，连接至所述开关控制单元。

与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种芯片，包括：以上所述的芯片的电源控制装置。

与上述芯片相匹配，本发明再一方面提供一种芯片的电源控制方法，包括：通过信号生成单元，在接收到用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；通过开关控制单元，根据所述掉电信号控制所述芯片掉电。

可选地，还包括：通过信号生成单元，还在接收到用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号；通过开关控制单元，还根据所述上电信号控制所述芯片上电。

可选地，其中，所述关断电源事件，包括：所述芯片进入设定功耗模式的进入事件；和/或，所述开启电源事件，包括：所述芯片退出设定功耗模式的退出事件；其中，所述设定功耗模式，包括：低功耗模式；所述低功耗模式，包括：待机模式。

可选地，所述信号生成单元，包括：RTC模块；其中，所述关断电源事件、所述开启电源事件中的至少一种事件，包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

可选地，还包括：通过电源切换模块，在所述芯片掉电的情况下，将所述芯片的电源引脚由设定的主电源模块的主电源引脚切换至设定的备份电源模块的备份电源引脚；或者，通过电源切换模块，还在所述芯片上电的情况下，将所述芯片的将所述芯片的电源引脚由设定的备份电源模块的备份电源引脚切换至设定的主电源模块的主电源引脚。

本发明的方案，通过基于RTC模块，根据RTC模块内部的事件将高电平或低电平通过外部PIN脚输出到芯片外部去实现对芯片电源的自动开关功能，控制的可靠性高、且功耗少。

进一步，本发明的方案，通过在芯片的电源接口PIN脚和电源之间设计一个开关电路，该开关电路的导通和关断由RTC内部输出电平信号控制，结构简单、且可以减少功耗。

进一步，本发明的方案，通过在芯片外部电源和芯片电源引脚上加一个电路来进行控制，相当于给芯片掉电，减少功耗。

由此，本发明的方案，通过在芯片的电源接口PIN脚和电源之间设计一个开关电路，根据RTC模块内部的事件将高电平或低电平通过芯片的外部电源接口PIN脚输出到芯片外部的开关电路，实现对芯片电源的自动开关功能，解决现有技术中低功耗芯片内部对某个区域的断电仍会有泄露功耗，存在功耗大的问题，从而，克服现有技术中功耗大、可靠性低和使用不方便的缺陷，实现功耗小、可靠性高和使用方便的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的芯片的电源控制装置的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的芯片的一实施例的基于RTC模块自动开关芯片电源电路原理示意图；

图3为本发明的芯片的一实施例的自动开关电源电平信号生成电路的原理示意图；

图4为本发明的芯片的一实施例的自动开关电源电平信号生成电路的控制流程示意图；

图5为本发明的电源控制方法的一实施例的流程示意图；

图6为本发明的方法中控制芯片上电的一实施例的流程示意图。

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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种芯片的电源控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该芯片的电源控制装置可以包括：信号生成单元和开关控制单元。

其中，该芯片的电源控制装置，可以用于控制芯片掉电的过程，具体可以如下。

在一个可选例子中，所述信号生成单元，可以用于在接收到可以用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号。

可选地，所述信号生成单元，可以包括：RTC模块(若所述芯片内部的RTC模块)。

例如：基于RTC模块，可以将基于RTC模块，根据RTC模块内部的事件将高电平或低电平通过外部PIN脚输出到芯片外部去实现对芯片电源的自动开关功能。

例如：将在芯片的电源接口PIN脚和电源之间设计一个开关电路，该开关电路的导通和关断由RTC内部输出电平信号控制。在RTC模块中实现了根据内部事件给芯片外部输出高低电平使得芯片自动开关电源的功能。

由此，通过以RTC模块作为信号生成单元，结构简单、且对事件的触发可靠性高、安全性好。

其中，所述关断电源事件、所述开启电源事件中的至少一种事件，可以包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

由此，通过关断电源事件、开启电源事件的多种触发事件，可以提升对上电信号、掉电信号等触发的灵活性和便捷性。

在一个可选例子中，所述开关控制单元，可以用于根据所述掉电信号控制所述芯片掉电，如断开所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

例如：是在芯片外部电源和芯片电源引脚上加一个电路来进行控制，这样做的好处相当于给芯片掉电。

由此，通过根据关断电源事件生成掉电信号，进而根据该掉电信号控制芯片掉电，控制方式简单，且可实现芯片与其供电电源之间可靠断开，有利于减小功耗。

可选地，所述开关控制单元，可以包括：控制开关。

其中，所述控制开关的控制端，连接至所述信号生成单元。所述控制开关的第一连接端，连接至所述芯片的供电电源。所述控制开关的第二连接端，连接至所述芯片的电源引脚。

例如：可以用一个简单的三极管作为开关来使得连接芯片VCCIO引脚和芯片外部VCCIO电源之间线路导通或关断。

由此，通过控制开关进行控制，结构简单、且可靠性高。

更可选地，所述开关控制单元，还可以包括：第一限流模块和/或第二限流模块。

其中，所述第一限流模块，设置在所述芯片的供电电源与所述控制开关的第一连接端之间；和/或，所述第二限流模块，设置在所述控制开关的第二连接端与地之间。

由此，通过限流模块，可以提高控制的可靠性和安全性。

可选地，所述开关控制单元，设置在所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间。所述信号生成单元，连接至所述开关控制单元。具体地，所述信号生成单元，设置在所述芯片的电源引脚与所述芯片的常电区之间。

由此，通过在所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间设置开关控制单元，结构简单，且控制方便、可靠。

在一个可选实施方式中，还可以包括：该芯片的电源控制装置，还可以用于控制芯片上电的过程，具体可以如下。

在一个可选例子中，所述信号生成单元，还可以用于在接收到可以用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号。

在一个可选例子中，所述开关控制单元，还可以用于根据所述上电信号控制所述芯片上电，如开通所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

例如：芯片虽然进入Standby Mode，硬件还是设计了芯片内部或外部的很多事件可以将系统从待机模式下唤醒到正常模式下。

其中，该芯片的电源控制装置，可以用于以下任一种控制过程。

第一种控制过程：该芯片的电源控制装置，可以用于控制芯片掉电的过程，具体可以包括：所述信号生成单元，可以用于在接收到可以用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；所述开关控制单元，可以用于根据所述掉电信号控制所述芯片掉电，如断开所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

第二种控制过程：该芯片的电源控制装置，还可以用于控制芯片上电的过程，具体可以包括：所述信号生成单元，还可以用于在接收到可以用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号；所述开关控制单元，还可以用于根据所述上电信号控制所述芯片上电，如开通所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

由此，通过根据开启电源事件生成上电信号，进而根据该上电信号控制芯片上电，控制方式简单，且可实现芯片与其供电电源之间可靠接通，控制的可靠性高、安全性好。

具体地，所述关断电源事件和所述开启电源事件的具体形式，可以包括以下至少一种情形。

第一种情形：所述关断电源事件，可以包括：所述芯片进入设定功耗模式的进入事件。其中，所述信号生成单元，具体可以用于在接收到所述芯片进入设定功耗模式的进入事件的情况下，根据所述进入事件生成掉电信号。例如：所述进入事件，可以包括：自动关断电源事件。所述信号生成单元，可以用于在所述芯片进入设定功耗模式的情况下，生成掉电信号。

第二种情形：所述开启电源事件，可以包括：所述芯片退出设定功耗模式的退出事件。其中，所述信号生成单元，可以用于在接收到所述芯片退出所述设定功耗模式的退出事件的情况下，根据所述退出事件生成掉电信号。例如：所述退出事件，可以包括：自动开启电源事件。所述信号生成单元，还可以用于在所述芯片退出所述设定功耗模式的情况下，生成上电信号。

其中，所述设定功耗模式，可以包括：低功耗模式。所述低功耗模式，可以包括：待机模式。例如：所述进入事件、所述退出事件中的至少一种事件，可以包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

例如：用于自动开关电源的RTC内部事件是灵活可配置的，可以是多个事件的组合，具体由哪些事件构成可以根据芯片的低功耗模式进行相应的设计。如：在针对不同的低功耗模式，设计生成两个事件，一个用于开启芯片外部电源，另一个用于关断芯片外部电源，来实现芯片内部事件自动开关外部电源。

例如：可以是RTC内部的闹钟事件，也可以是外部的入侵事件，也可以是系统进入或退出低功耗模式而生成的标志事件。

由此，通过关断电源事件和开启电源事件的多种触发时机，有利于提升对掉电信号和上电信号触发的可靠性和安全性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：电源切换模块和设定的备份电源模块(如备用电池)，以执行以下任一种切换电源的过程。其中，所述电源切换模块，设置在设定的备份电源模块与所述芯片的电源引脚(如主电源模块的主电源引脚和备份电源模块的备份电源引脚)之间。所述备份电源模块，可以用于在所述芯片掉电的情况下为所述信号生成单元和/或所述芯片内部的常电区供电。

在一个可选例子中，所述电源切换模块，可以用于在所述芯片掉电的情况下，将所述芯片的电源引脚由设定的主电源模块的主电源引脚切换至设定的备份电源模块的备份电源引脚。

例如：当芯片处于一些低功耗模式时，主电源会被关断，RTC模块所在的备份区域的电源选择由主电源切换到备份电源，此时RTC模块由备份电源供电。如图2所示，在待机模式(Standby Mode)下，会关掉SDP区域的模块，此时BKD区域的供电电源由VCCIO切换到VBAT。

在一个可选例子中，所述电源切换模块，还可以用于在所述芯片上电的情况下，将所述芯片的将所述芯片的电源引脚由设定的备份电源模块的备份电源引脚切换至设定的主电源模块的主电源引脚。

具体地，电源切换模块，可以包括：切换开关。如图2所示，所述切换开关的固定连接端，分别连接至主电源模块和备份电源模块。所述切换开关的第一控制端，连接至所述芯片的电源引脚中的主电源引脚(如VCCIO引脚)。所述切换开关的第二控制端，连接至所述芯片的电源引脚中的备份电源引脚(如VBAT引脚)。

例如：在一些低功耗模式下，RTC模块会输出一个低电平给外部的主电源开关电路，使其关断以达到让芯片主电源断电的目的。相反，RTC模块根据内部的事件也可以输出一个高电平给外部的主电源开关电路使其导通以达到让芯片主电源上电的目的。这样的设计，既可以让芯片根据内部的事件自动的关电上电，也可以进一步降低系统的功耗，具有很强的实用意义。

由此，通过电源切换模块在主电源模块和备份电源模块之间切换，可以在芯片正常工作情况下使用主电源模块进行供电而保证供电可靠性，在芯片的低功耗模式下保证主电源模块与芯片之间可靠断电、并使用备份电源模块对芯片的常电区进行供电而降低功耗。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过基于RTC模块，根据RTC模块内部的事件将高电平或低电平通过外部PIN脚输出到芯片外部去实现对芯片电源的自动开关功能，控制的可靠性高、且功耗少。

根据本发明的实施例，还提供了对应于芯片的电源控制装置的一种芯片。该芯片可以包括：以上所述的芯片的电源控制装置。

对于很多的SoC(System On Chip，片上系统)芯片而言，RTC(Real Time Counter，实时时钟)模块是必要的模块，它既可以为系统提供精确的年月日时间，也可以为系统设置闹钟，同时也可以在低功耗模式下唤醒系统。所以绝大多数的SoC芯片中都内嵌有RTC模块。

在一个可选实施方式中，本发明的方案，基于RTC模块，可以将基于RTC模块，根据RTC模块内部的事件将高电平或低电平通过外部PIN脚输出到芯片外部去实现对芯片电源的自动开关功能。

在一个可选例子中，本发明的方案，将在芯片的电源接口PIN脚和电源之间设计一个开关电路，该开关电路的导通和关断由RTC内部输出电平信号控制。

现有技术中低功耗芯片内部一些电压域的电源会在低功耗模式下被关断时的断电，是对芯片内部而言的，将芯片内部的某一个区域断电。而本发明的方案，是在芯片外部电源和芯片电源引脚上加一个电路来进行控制，这样做的好处相当于给芯片掉电；而内部对某个区域的断电，还是会有电源连接到芯片电源IO引脚，这样芯片内部还是会有泄漏功耗。

可选地，当芯片处于一些低功耗模式时，主电源会被关断，RTC模块所在的备份区域的电源选择由主电源切换到备份电源，此时RTC模块由备份电源供电。此时由主电源供电的芯片内部模块已经在内部被断电，而芯片的主电源接口依然连接到芯片的外部电源，这样就导致了一些没有用到的IO引脚依然没有断电，这样IO就会有泄漏电流而增加系统的功耗。为了实现进一步的低功耗，本发明的方案中在一些低功耗模式下，RTC模块会输出一个低电平给外部的主电源开关电路，使其关断以达到让芯片主电源断电的目的。相反，RTC模块根据内部的事件也可以输出一个高电平给外部的主电源开关电路使其导通以达到让芯片主电源上电的目的。这样的设计，既可以让芯片根据内部的事件自动的关电上电，也可以进一步降低系统的功耗，具有很强的实用意义。

这里，主电源已经切断了还会有功耗的情况，可以是指：主电源切断只是说对芯片内部的某一个区域进行断电，而此时芯片中IO引脚和电源切换电路都不会被关电，这时候我们考虑从芯片外部切断电源，会让系统达到最低的功耗。

其中，设置主副电源切换，是基于低功耗应用的考虑。当正常工作时我们用主电源供电，在低功耗应用中，一般可以通过电池提供备用电源来降低功耗。

在一个可选例子中，本发明的方案中，用于自动开关电源的RTC内部事件是灵活可配置的，可以是多个事件的组合，具体由哪些事件构成可以根据芯片的低功耗模式进行相应的设计。例如：芯片进入待机模式时，将内部的计数器开始计数事件作为APDE(自动关掉事件)给外部控制电路给芯片掉电。当内部的RTC计时到一定的时间后会发出一个唤醒事件，这个唤醒事件首先作为APOE(自动开启电源事件)输出给外部控制电路给芯片上电，然后再使得芯片退出待机模式。

其中，现有的RTC内部事件，比如闹钟事件，时间戳事件都是用于唤醒CPU操作。我们考虑在针对不同的低功耗模式，设计生成两个事件，一个用于开启芯片外部电源，另一个用于关断芯片外部电源，来实现芯片内部事件自动开关外部电源的想法。

可选地，本发明的方案中，可以用一个简单的三极管作为开关来使得连接芯片VCCIO引脚和芯片外部VCCIO电源之间线路导通或关断。

可选地，本发明的方案中，在RTC模块中实现了根据内部事件给芯片外部输出高低电平使得芯片自动开关电源的功能。本发明中提供的电路原理图只是本发明的方案思想的一种体现，根据具体的硬件条件和软件环境，可以用其他的电路系统达到同样的效果，其并不局限于一种形式。比如，芯片外部开关电路的设计、RTC内部用于生成开关电源高低电平的内部事件的设计、芯片低功耗模式的设计，其都可以根据不同的情况进行设计。

例如：外部开关电路的设计很灵活，只要做到芯片输出的低电平或高电平能使得给芯片上电或断电的功能即可。芯片的低功耗模式一般有sleep、stop和standby模式，可以选择在进入不同的低功耗模式时给芯片断电，在退出低功耗模式时给芯片上电。RTC内部的事件一般有计数器开始计数事件、计数器比较匹配事件、计数器唤醒事件和外部入侵事件等，可以自由的选择事件进行自动的开关电源，比如一般用计数器开始计数作为自动关电事件，计数器比较匹配事件作为自动上电事件。

其中，高低电平控制是实现芯片内部控制外部电源开关的方法，设计的主要目的在于可以实现用芯片内部的事件信号自动的给芯片开关电源。

在一个可选具体实施方式中，可以参见图2至图4所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。

图2中，自动设计，低功耗待机模式(standymode)时，SDP(Service DiscoveryProtocol，服务发现协议)区域会被关电，但是输入输出(IO)和PMU(power managementunit，电源管理)等模块依然会有电。而断电(Shut down)模式下，虽然将整个常电区(AOP)区域关电，但是电源引脚和IO依然有电，所以我们考虑在这两种低功耗模式下，结合具体的应用场景(例如：当芯片要实现最低功耗时，会关掉SDP区域，此时BKD区域将由备份电池供电)，让芯片外部也自动的开关电进一步的降低功耗。其中，PMU等模块，还可以包括：PMU/DFT(可测性设计模块)/OTP(一次性可编程模块)Other logics等。

图3是输出给芯片外部开关电源信号的生成原理，实现了芯片可以自动的给自己上电或断电。图3中，自动开启电源事件(APOE)、自动关断电源事件(APDE)，用来生成电平信号；自动开关电源电平寄存器(APODLR)，用来保持电平信号。

在一个可选具体例子中，本发明的方案的具体实现过程，可以包括：

图2为基于RTC模块自动开关芯片电源电路原理图，图2中有两部分。右边部分为一般芯片都有的电源电路框架结构图；左边部分左上角的电路是芯片外面一个简单的三极管开关电路。图2中，BKD意为备份区，AOP意为常电区。芯片主要由两个电源引脚，VCCIO和VBAT，其中VCCIO是主电源，VBAT是由电池等设备供电的备份电源。SDP区域主要有CPU模块、大多数外设模块等。AOP区域有时钟复位电路生成模块(CLK_RST_GEN)等。BKD区域主要由RTC、备用寄存器(Backup Register)等。

例如：SDP区域中的大多数外设模块，可以包括：

System logics(系统逻辑)/WWDG Peripherals(窗口看门狗)/SRAM(静态存储器)/PINMUX(引脚复用)。

例如：在BKD区，还可以包括：IWDG(独立看门狗)Backup register(备份寄存器)、PMU status register(PMU状态寄存器)、BK_IO Wakeup logic(备份区输入输出引脚唤醒逻辑)、BK_LDO(备份区稳压器)、LIRC(低速内部RC振荡器)/LOSC(低速外部晶振)，等等。在BKD区域AOP区之间，还可以设置MR/LPR/OFF，等等。

可选地，对于典型的低功耗芯片，在低功耗应用下会关掉一些区域的电源。根据图2中所示，在待机模式(Standby Mode)下，会关掉SDP区域的模块，此时BKD区域的供电电源由VCCIO切换到VBAT。

图3和图4可以显示RTC模块内部的逻辑。图3中，APOE(Auto Power On Event)意为自动开启电源事件，APDE(Auto Power Down Event)意为自动关断电源事件。这两个事件可以是RTC内部的闹钟事件，也可以是外部的入侵事件，也可以是系统进入或退出低功耗模式而生成的标志事件。总之根据应用的需要，APOE和APDE两个事件可以灵活的设置。总体的思想就是系统进入低功耗模式时，APDE事件被置为高电平输出使得外部的VCCIO掉电。系统退出低功耗模式时，APOE事件被置为高电平输出使得外部的VCCIO上电。

例如：APDE和APOE都是高电平有效，最终输出给芯片外面的电平由这两个事件决定，当APDE为高时，输出低电平给外部电路使得芯片自动关电。当APOE为高时，输出高电平给外部电路使得芯片自动上电。

图4中，APODLR(Auto Power On Down Level Register)意为自动开关电源电平寄存器，该信号可以是一个D触发器输出端的输出信号。其复位值为高，根据图2左图的电路，当APODLR为高电平时，三极管导通，于是芯片的VCCIO引脚会连接芯片外部的VCCIO电源使得芯片上电。当APODLR为低电平时，三极管截止，于是芯片的VCCIO引脚会和芯片外部的VCCIO电源关断使得芯片断电。

在一个可选具体例子中，本发明的方案实现了芯片在低功耗模式下自动的开关外部电源的功能，这种设计不仅可以进一步的降低系统的功耗，也可以实现芯片的自动上电和关电而不必人为地去开启关断芯片电源。本发明的方案的工作原理可以如下：

当芯片运行在正常模式下，芯片中的所有区域默认都是需要工作的，此时不能关掉芯片的电源，而设计中的APODLR寄存器初始值为高电平，而APODLR一般只有在低功耗模式下才能被硬件地置为0，所以当芯片工作在正常模式时是一直接通主电源的。

如果芯片进入低功耗模式，那么可以通过设计让APODLR在某一个事件发生时为低电平而自动的关掉芯片外部的电源。比如：当芯片处于Standby Mode(待机模式—常见的一种低功耗模式)，SDP区域的电路模块会被断电，此时BKD区域的供电电源会由VCCIO切换到VBAT，VBAT是由电池提供的备份电源。此时RTC模块可以在系统开始进入Standby Mode的时候发生一个自动关断电源事件(APDE)，该事件使得APODLR寄存器被置为0，然后APODLR信号经过BK_O引脚输出就会让芯片的VCCIO引脚和芯片外部VCCIO电源断开使得芯片主电源关掉。而此时芯片内部只有BKD区域有电，RTC等电路正常工作，其他的模块都被断电了。

可选地，系统进入了Standby Mode后，系统保持着很低的功耗，但如果系统无法从Standby Mode出来，那么这样的设计对于应用意义不大。因此，芯片虽然进入StandbyMode，硬件还是设计了芯片内部或外部的很多事件可以将系统从待机模式下唤醒到正常模式下。比如，当RTC模块中生成一个闹钟事件(即RTC内部定时器时间值和寄存器设定的时间值相匹配生成了一个脉冲信号)时，会使得APOE(自动开启电源事件)为1，该事件使得APODLR寄存器被置为1，然后APODLR信号经过BK_O引脚输出就会让芯片的VCCIO引脚和芯片外部VCCIO电源连接使得芯片主电源开启。当然唤醒的事件不一定是一个闹钟事件，也可以是一个RTC入侵事件。

上述实施例描述了本发明的方案的具体工作原理，但只涉及到一种低功耗模式。根据本发明的方案的思想，我们可以进行扩展，只要在某种低功耗模式下，芯片内部某区域的电源可以被关掉，那么我们可以在进入这种低功耗模式时让硬件自动的将外部芯片的电源关掉，等过了一段时间后某一个唤醒事件发生时，可以让硬件自动的将外部芯片的电源开启并让系统从该低功耗模式下唤醒。

由于本实施例的芯片所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在芯片的电源接口PIN脚和电源之间设计一个开关电路，该开关电路的导通和关断由RTC内部输出电平信号控制，结构简单、且可以减少功耗。

根据本发明的实施例，还提供了对应于芯片的一种芯片的电源控制方法，如图5所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该芯片的电源控制方法可以包括：通过该芯片的电源控制装置，可以控制芯片掉电的过程，具体可以包括：步骤S110和步骤S120。

在步骤S110处，通过信号生成单元，在接收到可以用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号。

在步骤S120处，通过开关控制单元，根据所述掉电信号控制所述芯片掉电，如断开所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

例如：是在芯片外部电源和芯片电源引脚上加一个电路来进行控制，这样做的好处相当于给芯片掉电。

由此，通过根据关断电源事件生成掉电信号，进而根据该掉电信号控制芯片掉电，控制方式简单，且可实现芯片与其供电电源之间可靠断开，有利于减小功耗。

在一个可选实施方式中，还可以包括：通过该芯片的电源控制装置，还可以控制芯片上电的过程。

下面结合图6所示本发明的方法中控制芯片上电的一实施例流程示意图，进一步说明控制芯片上电的具体过程，可以包括：步骤S210和步骤S220。

步骤S210，通过信号生成单元，还在接收到可以用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号。

可选地，所述信号生成单元，可以包括：RTC模块(若所述芯片内部的RTC模块)。

例如：基于RTC模块，可以将基于RTC模块，根据RTC模块内部的事件将高电平或低电平通过外部PIN脚输出到芯片外部去实现对芯片电源的自动开关功能。

例如：将在芯片的电源接口PIN脚和电源之间设计一个开关电路，该开关电路的导通和关断由RTC内部输出电平信号控制。在RTC模块中实现了根据内部事件给芯片外部输出高低电平使得芯片自动开关电源的功能。

由此，通过以RTC模块作为信号生成单元，结构简单、且对事件的触发可靠性高、安全性好。

其中，所述关断电源事件、所述开启电源事件中的至少一种事件，可以包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

由此，通过关断电源事件、开启电源事件的多种触发事件，可以提升对上电信号、掉电信号等触发的灵活性和便捷性。

步骤S220，通过开关控制单元，还根据所述上电信号控制所述芯片上电，如开通所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

例如：芯片虽然进入Standby Mode，硬件还是设计了芯片内部或外部的很多事件可以将系统从待机模式下唤醒到正常模式下。

其中，该芯片的电源控制方法，可以包括以下任一种控制过程。

第一种控制过程：该芯片的电源控制方法，可以用于控制芯片掉电的过程，具体可以包括：通过信号生成单元，在接收到可以用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；通过开关控制单元，根据所述掉电信号控制所述芯片掉电，如断开所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

第二种控制过程：该芯片的电源控制方法，还可以控制芯片上电的过程，具体可以包括：通过信号生成单元，还在接收到可以用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号；通过开关控制单元，还根据所述上电信号控制所述芯片上电，如开通所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间的供电通路。

由此，通过根据开启电源事件生成上电信号，进而根据该上电信号控制芯片上电，控制方式简单，且可实现芯片与其供电电源之间可靠接通，控制的可靠性高、安全性好。

具体地，所述关断电源事件和所述开启电源事件的具体形式，可以包括以下至少一种情形。

第一种情形：所述关断电源事件，可以包括：所述芯片进入设定功耗模式的进入事件。其中，通过信号生成单元，具体在接收到所述芯片进入设定功耗模式的进入事件的情况下，根据所述进入事件生成掉电信号。例如：所述进入事件，可以包括：自动关断电源事件。通过所述信号生成单元，在所述芯片进入设定功耗模式的情况下，生成掉电信号。

第二种情形：所述开启电源事件，可以包括：所述芯片退出设定功耗模式的退出事件。其中，通过信号生成单元，在接收到所述芯片退出所述设定功耗模式的退出事件的情况下，根据所述退出事件生成掉电信号。例如：所述退出事件，可以包括：自动开启电源事件。通过信号生成单元，还在所述芯片退出所述设定功耗模式的情况下，生成上电信号。

其中，所述设定功耗模式，可以包括：低功耗模式。所述低功耗模式，可以包括：待机模式。例如：所述进入事件、所述退出事件中的至少一种事件，可以包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

例如：用于自动开关电源的RTC内部事件是灵活可配置的，可以是多个事件的组合，具体由哪些事件构成可以根据芯片的低功耗模式进行相应的设计。如：在针对不同的低功耗模式，设计生成两个事件，一个用于开启芯片外部电源，另一个用于关断芯片外部电源，来实现芯片内部事件自动开关外部电源。

例如：可以是RTC内部的闹钟事件，也可以是外部的入侵事件，也可以是系统进入或退出低功耗模式而生成的标志事件。

由此，通过关断电源事件和开启电源事件的多种触发时机，有利于提升对掉电信号和上电信号触发的可靠性和安全性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：以下任一种切换电源的过程。

在一个可选例子中，通过电源切换模块，在所述芯片掉电的情况下，将所述芯片的电源引脚由设定的主电源模块的主电源引脚切换至设定的备份电源模块的备份电源引脚。

例如：当芯片处于一些低功耗模式时，主电源会被关断，RTC模块所在的备份区域的电源选择由主电源切换到备份电源，此时RTC模块由备份电源供电。如图2所示，在待机模式(Standby Mode)下，会关掉SDP区域的模块，此时BKD区域的供电电源由VCCIO切换到VBAT。

在一个可选例子中，通过电源切换模块，还在所述芯片上电的情况下，将所述芯片的将所述芯片的电源引脚由设定的备份电源模块的备份电源引脚切换至设定的主电源模块的主电源引脚。

例如：在一些低功耗模式下，RTC模块会输出一个低电平给外部的主电源开关电路，使其关断以达到让芯片主电源断电的目的。相反，RTC模块根据内部的事件也可以输出一个高电平给外部的主电源开关电路使其导通以达到让芯片主电源上电的目的。这样的设计，既可以让芯片根据内部的事件自动的关电上电，也可以进一步降低系统的功耗，具有很强的实用意义。

由此，通过电源切换模块在主电源模块和备份电源模块之间切换，可以在芯片正常工作情况下使用主电源模块进行供电而保证供电可靠性，在芯片的低功耗模式下保证主电源模块与芯片之间可靠断电、并使用备份电源模块对芯片的常电区进行供电而降低功耗。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图2至图4所示的芯片的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过在芯片外部电源和芯片电源引脚上加一个电路来进行控制，相当于给芯片掉电，减少功耗。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种芯片的电源控制装置，其特征在于，包括：信号生成单元和开关控制单元；其中，

所述信号生成单元，用于在接收到用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；

所述开关控制单元，用于根据所述掉电信号控制所述芯片掉电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

所述信号生成单元，还用于在接收到用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号；

所述开关控制单元，还用于根据所述上电信号控制所述芯片上电。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，

所述关断电源事件，包括：所述芯片进入设定功耗模式的进入事件；和/或，

所述开启电源事件，包括：所述芯片退出设定功耗模式的退出事件；

其中，所述设定功耗模式，包括：低功耗模式；所述低功耗模式，包括：待机模式。

4.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述信号生成单元，包括：RTC模块；

其中，所述关断电源事件、所述开启电源事件中的至少一种事件，包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

5.根据权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于，还包括：电源切换模块；其中，

所述电源切换模块，用于在所述芯片掉电的情况下，将所述芯片的电源引脚由设定的主电源模块的主电源引脚切换至设定的备份电源模块的备份电源引脚；或者，

所述电源切换模块，还用于在所述芯片上电的情况下，将所述芯片的将所述芯片的电源引脚由设定的备份电源模块的备份电源引脚切换至设定的主电源模块的主电源引脚。

6.根据权利要求1-5之一所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元，包括：控制开关；

所述控制开关的控制端，连接至所述信号生成单元；所述控制开关的第一连接端，连接至所述芯片的供电电源；所述控制开关的第二连接端，连接至所述芯片的电源引脚。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元，还包括：第一限流模块和/或第二限流模块；其中，

所述第一限流模块，设置在所述芯片的供电电源与所述控制开关的第一连接端之间；和/或，

所述第二限流模块，设置在所述控制开关的第二连接端与地之间。

8.根据权利要求1-7之一所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元，设置在所述芯片的供电电源与所述芯片的电源引脚之间；所述信号生成单元，连接至所述开关控制单元。

9.一种芯片，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一所述的芯片的电源控制装置。

10.一种如权利要求9所述的芯片的电源控制方法，其特征在于，包括：

通过信号生成单元，在接收到用于关断所述芯片的供电电源的关断电源事件的情况下，根据所述关断电源事件生成掉电信号；

通过开关控制单元，根据所述掉电信号控制所述芯片掉电。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

通过信号生成单元，还在接收到用于开启所述芯片的供电电源的开启电源事件的情况下，根据所述开启电源事件生成上电信号；

通过开关控制单元，还根据所述上电信号控制所述芯片上电。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其中，

所述关断电源事件，包括：所述芯片进入设定功耗模式的进入事件；和/或，

所述开启电源事件，包括：所述芯片退出设定功耗模式的退出事件；

其中，所述设定功耗模式，包括：低功耗模式；所述低功耗模式，包括：待机模式。

13.根据权利要求10-12之一所述的方法，其特征在于，所述信号生成单元，包括：RTC模块；

其中，所述关断电源事件、所述开启电源事件中的至少一种事件，包括：所述RTC模块内部的闹钟事件、所述RTC模块外部的入侵事件、所述芯片进入或退出设定功耗模式而生成的标志事件中的任一事件。

14.根据权利要求10-13之一所述的方法，其特征在于，还包括：

通过电源切换模块，在所述芯片掉电的情况下，将所述芯片的电源引脚由设定的主电源模块的主电源引脚切换至设定的备份电源模块的备份电源引脚；或者，

通过电源切换模块，还在所述芯片上电的情况下，将所述芯片的将所述芯片的电源引脚由设定的备份电源模块的备份电源引脚切换至设定的主电源模块的主电源引脚。