CN110221680B - 一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蜂窝芯片的运行方法及运行系统，包括：低压差线性稳压器、直流变换器、存储器、振荡器、以及CPU，并进行数据通信，实现蜂窝芯片的运行；还包括：获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用MCU模式；当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用数据通讯模式。本发明提供一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统，可以有效的缩短对于CPU的唤醒时间，从而降低了功耗。

Description

一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统

技术领域

本发明涉及通信芯片领域，尤其涉及一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统。

背景技术

在移动通信、物联网领域中，有些应用场景(比如智能水、电、煤气表类，可穿戴终端设备等)需要周期性采集数据，积累一定的数据量后再将处理后的数据发送给网络侧，这些应用场景有一个共同点是长时间内不需要与网络侧进行通讯，但需要系统周期性的唤醒并采集数据信息，本文将蜂窝芯片工作在这种模式下称之为MCU模式；而当蜂窝芯片正常通讯模式启动时，考虑LDO、DCDC、DCXO/TCXO、PLL等稳定时间，通常需要8ms及以上的系统启动时间，启动时间长，CPU此时工作在比较高的频率上，造成的功耗比较大。

基于以上存在的技术问题，本申请提供了解决了以上技术问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统，可以有效的缩短对于CPU的唤醒时间，从而降低了功耗。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于蜂窝芯片的运行方法，包括：低压差线性稳压器、直流变换器、存储器、振荡器、以及CPU，并进行数据通信，实现蜂窝芯片的运行；还包括：获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用MCU模式；当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用数据通讯模式。

在上述的技术方案中，针对蜂窝芯片CPU的工作状态设置为两种，根据不同的工作要求，启用不同的工作模式；由于在MCU模式下，系统周期性被唤醒后进行数据采集，CPU只需要工作100us甚至更短的时间；这样可以有效的缩短对于CPU的唤醒时间，从而降低了功耗。

进一步优选的，还包括：模式选择寄存器、控制器以及常开供电电源；

所述模式选择寄存器，用于根据所述蜂窝芯片中CPU的工作状态配置所述CPU的工作模式；所述控制器，用于根据所述模式选择寄存器对所述CPU配置的工作模式进行切换控制；所述常开供电电源，用于给所述模式选择寄存器以及所述控制模块供电；其中，所述CPU的工作模式为所述MCU模式，或所述数据通讯模式。

进一步优选的，所述MCU模式包括：在所述蜂窝芯片中配置RC振荡器，通过所述RC振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源。

进一步优选的，当所述蜂窝芯片进入所述MCU模式后，所述蜂窝芯片上电依次包括：所述常开供电电源为所述模式选择寄存器以及所述控制器供电，所述模式选择寄存器控制选择由所述RC振荡器为CPU提供时钟源，所述CPU在设定的条件下采集数据信息。

进一步优选的，包括：当所述蜂窝芯片中的CPU进入所述数据通讯模式时，在所述蜂窝芯片中配置补偿振荡器以及锁相环，通过补偿振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；所述蜂窝芯片上电依次包括：所述低压差线性稳压器上电、继而所述直流变换器上电、继而所述存储器上电、继而对所述补偿振荡器上电、以及所述锁相环上电，当所述锁相环上电后进一步启用所述CPU的数据通讯模式，并进行数据信息的定时传输。

一种蜂窝芯片的运行系统，包括：低压差线性稳压器、直流变换器、存储器、振荡器、以及CPU；还包括：获取模块，用于获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；选择模块，用于当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用MCU模式；所述选择模块，用于当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用数据通讯模式。

进一步优选的，还包括：模式选择寄存器、控制器以及常开供电电源；所述模式选择寄存器，用于根据所述蜂窝芯片中CPU的工作状态配置所述CPU的工作模式；所述控制器，用于根据所述模式选择寄存器对所述CPU配置的工作模式进行切换控制；所述常开供电电源，用于给所述模式选择寄存器以及所述控制模块供电；其中，所述CPU的工作模式为所述MCU模式，或所述数据通讯模式。

进一步优选的，所述MCU模式包括：在所述蜂窝芯片中设置RC振荡器，通过所述RC振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源。

进一步优选的，当所述蜂窝芯片进入所述MCU模式后，所述蜂窝芯片上电依次包括：所述常开供电电源为所述模式选择寄存器供电，所述模式选择寄存器控制选择由所述RC振荡器为CPU提供时钟源，所述CPU在设定的条件下采集数据信息。

进一步优选的，包括：当所述蜂窝芯片中的CPU进入所述数据通讯模式时，在所述蜂窝芯片中配置补偿振荡器以及锁相环，通过补偿振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；所述蜂窝芯片上电依次包括：所述低压差线性稳压器上电、继而所述直流变换器上电、继而所述存储器上电、继而对所述补偿振荡器上电、以及所述锁相环上电，当所述锁相环上电后进一步启用所述CPU的数据通讯模式，并进行数据信息的定时传输。

与现有技术相比，本发明的嵌一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统有益效果在于：

本发明中，针对蜂窝芯片CPU的工作状态设置为两种，根据不同的工作要求，启用不同的工作模式；蜂窝芯片的CPU既可以工作在PLL高频时钟上，又可以工作在RC时钟上；在MCU模式下，系统工作在RC时钟上；当工作MCU模式下时，系统启动时间可以缩短4ms左右；CPU工作在更低的频率下，功耗更低。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种基于蜂窝芯片的运行方法和系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种基于蜂窝芯片的运行方法一个实施例的流程图；

图2是本发明一种基于蜂窝芯片的运行的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

参考图1所示本发明提供的一种基于蜂窝芯片的运行方法的一个实施例流程图，在蜂窝芯片进行正常运转时，需要外设电路以及蜂窝芯片内设的电路模块之间的相互配合，才能正常的运行，因此包括：低压差线性稳压器10(LDO)、直流变换器20(DCDC)、存储器30(Flash/RAM)、振荡器40、以及CPU 50，并进行数据通信，实现蜂窝芯片的运行；还包括：

步骤S100获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；

具体的，在本申请中CPU的工作状态包括两种形式，一种是与外部的相关工作电路进行通讯，处于数据传输状态，也即为与网络侧进行通讯；另一种则是周期性的采集数据信息，这种工作状态为MCU模式；

步骤S200当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用MCU模式；

步骤S300当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用数据通讯模式。

具体的，蜂窝芯片中的CPU在与外部电路进行通讯时，需要将采集到一定容量数据，或者设定时间段内采集的数据通过网络侧进行发送，此刻CPU处于正常的工作状态，处于数据通讯模式；如果采集到的数据未到设定的容量，或者设定时间段内的数据时，CPU需要进行周期性的唤醒，进行数据的采集。

在上述的技术方案中，针对蜂窝芯片CPU的工作状态设置为两种，根据不同的工作要求，启用不同的工作模式；由于在MCU模式下，系统周期性被唤醒后进行数据采集，CPU只需要工作100us甚至更短的时间；这样可以有效的缩短对于CPU的唤醒时间，从而降低了功耗。

参考图2所示，本发明提供的一种基于蜂窝芯片的运行方法的一个实施例，在蜂窝芯片运行时还包括模式选择寄存器70、控制器60以及常开供电电源80；模式选择寄存器70，用于根据蜂窝芯片中CPU的工作状态配置所述CPU的工作模式；控制器60，用于根据模式选择寄存器对所述CPU配置的工作模式进行切换控制；常开供电电源，用于给所述模式选择寄存器以及所述控制模块供电；其中，CPU的工作模式为所述MCU模式，或所述数据通讯模式。上电时控制模块都从寄存器McuEna取值；结合图2中可以了解到模式选择寄存器McuEna，通过模式选择寄存器McuEna输出的信号为“0”或者“1”；对于模式选择寄存器McuEna的配置是由将蜂窝芯片工作的系统来控制器的；常开供电电源80Always On LDO，用来给寄存器供电70，该LDO从首次Power On开始，供电一直保持；使其模式选择寄存器McuEna一直处于工作的状态，不影响CPU不同工作模式的切换。

参考图2所示，本发明提供的一种基于蜂窝芯片的运行方法的一个实施例；所述MCU模式包括：在蜂窝芯片中配置RC振荡器43，通过所述RC振荡器43配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源。

当所述蜂窝芯片进入所述MCU模式后，所述蜂窝芯片上电依次包括：所述常开供电电源为所述模式选择寄存器供电，所述模式选择寄存器70控制选择由所述RC振荡器4343为CPU提供时钟源，所述CPU在设定的条件下采集数据信息。

具体的，在本实施例中，为了实现蜂窝芯片中CPU的工作模式的切换，为实现周期性的采集数据信息，使其工作在MCU模式，通过RC振荡器43为CPU提供时钟源；实现周期性的唤醒，在现有技术中每次唤醒CPU的时间比较久，通过DCXO/TCXO结合PLL(锁相环)为CPU提供时钟源，由于通过DCXO/TCXO上电稳定时间，通常需要8ms及以上的系统启动时间，而通过本申请中提供通过RC振荡器43提供时钟源在MCU模式下，系统周期性被唤醒后进行数据采集，CPU只需要工作100us甚至更短的时间。

本申请中还提供了当所述蜂窝芯片中的CPU进入所述数据通讯模式时的上电顺序，在蜂窝芯片中配置补偿振荡器41以及锁相环，通过补偿振荡器41配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；所述蜂窝芯片上电依次包括：所述低压差线性稳压器上电、继而所述直流变换器上电、继而所述存储器上电、继而对所述补偿振荡器41上电、以及所述锁相环上电，当所述锁相环上电后进一步启用所述CPU的数据通讯模式，并进行数据信息的定时传输。

具体的，在本申请中，在蜂窝芯片中，增加一个RC振荡器43电路；也即在蜂窝芯片中增加了一路RC振荡器43上电的选择；通过蜂窝芯片所处的工作系统来配置模式选择寄存器McuEna；寄存器的初始值为0，即默认是DCXO/TCXO为(数字补偿振荡器41/温度补偿振荡器41)分支上电，进行数据通讯。同时增加一个Always On LDO，用来给寄存器供电，该LDO从首次Power On开始，供电一直保持；如果需要进入MCU模式，配置McuEna寄存器为1，系统进入睡眠模式(Flash/RAM、CPU等其它供电都断开，Always On LDO供电保持)；系统重新唤醒，根据McuEna寄存器状态为1，选择RC上电。

基于以上的技术方案，在本申请中蜂窝芯片的CPU既可以工作在PLL高频时钟上，又可以工作在RC时钟上；在MCU模式下，系统工作在RC时钟上；当工作MCU模式下时，系统启动时间可以缩短4ms左右；CPU工作在更低的频率下，功耗更低。

参考图2所示，本发明一种蜂窝芯片的运行系统的一个实施例，包括：低压差线性稳压器、直流变换器、存储器、振荡器、以及CPU；还包括：

获取模块，用于获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；

具体的，在本申请中CPU的工作状态包括两种形式，一种是与外部的相关工作电路进行通讯，处于数据传输状态，也即为与网络侧进行通讯；另一种则是周期性的采集数据信息，这种工作状态为MCU模式；

选择模块，用于当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用MCU模式；所述选择模块，用于当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用数据通讯模式。

具体的，蜂窝芯片中的CPU在与外部电路进行通讯时，需要将采集到一定容量数据，或者设定时间的数据通过网络侧进行发送，此刻CPU处于正常的工作状态，处于数据通讯模式；如果采集到的数据未到设定的容量，或者设定时间段内的数据时，CPU需要进行周期性的唤醒，进行数据的采集。

在上述的技术方案中，针对蜂窝芯片CPU的工作状态设置为两种，根据不同的工作要求，启用不同的工作模式；由于在MCU模式下，系统周期性被唤醒后进行数据采集，CPU只需要工作100us甚至更短的时间；这样可以有效的缩短对于CPU的唤醒时间，从而降低了功耗。

参考图2所示，本发明提供的一种基于蜂窝芯片的运行系统的一个实施例；还包括：模式选择寄存器以及常开供电电源；模式选择寄存器、控制器以及常开供电电源；模式选择寄存器McuEna，用于根据蜂窝芯片中CPU的工作状态配置所述CPU的工作模式；控制器，用于根据模式选择寄存器对所述CPU配置的工作模式进行切换控制；常开供电电源，用于给所述模式选择寄存器以及所述控制模块供电；其中，CPU的工作模式为所述MCU模式，或所述数据通讯模式。上电时控制模块都从寄存器McuEna取值；结合图2中可以了解到模式选择寄存器McuEna，通过模式选择寄存器McuEna输出的信号为“0”或者“1”；对于模式选择寄存器McuEna的配置是由将蜂窝芯片工作的系统来控制器的；常开供电电源Always On LDO，用来给寄存器供电，该LDO从首次Power On开始，供电一直保持；使其模式选择寄存器McuEna一直处于工作的状态，不影响CPU不同工作模式的切换。

参考图2所示，本发明提供的一种基于蜂窝芯片的运行系统的一个实施例；所述MCU模式包括：在所述蜂窝芯片中设置RC振荡器43，通过所述RC振荡器43配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源。

当所述蜂窝芯片进入所述MCU模式后，所述蜂窝芯片上电依次包括：所述常开供电电源为所述模式选择寄存器供电，所述模式选择寄存器控制选择由所述RC振荡器43为CPU提供时钟源，所述CPU在设定的条件下采集数据信息。

具体的，在本实施例中，为了实现蜂窝芯片中CPU的工作模式的切换，为实现周期性的采集数据信息，使其工作在MCU模式，通过RC振荡器43为CPU提供时钟源；实现周期性的唤醒，在现有技术中每次唤醒CPU的时间比较久，通过DCXO/TCXO结合PLL(锁相环)为CPU提供时钟源，由于通过DCXO/TCXO上电稳定时间，通常需要8ms及以上的系统启动时间，而通过本申请中提供通过RC振荡器43提供时钟源在MCU模式下，系统周期性被唤醒后进行数据采集，CPU只需要工作100us甚至更短的时间。

参考图2所示，本发明提供的一种基于蜂窝芯片的运行系统的一个实施例；包括：当所述蜂窝芯片中的CPU进入所述数据通讯模式时，在所述蜂窝芯片中配置补偿振荡器41以及锁相环，通过补偿振荡器41配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；所述蜂窝芯片上电依次包括：所述低压差线性稳压器上电、继而所述直流变换器上电、继而所述存储器上电、继而对所述补偿振荡器41上电、以及所述锁相环上电，当所述锁相环上电后进一步启用所述CPU的数据通讯模式，并进行数据信息的定时传输。

具体的，在本申请中，在蜂窝芯片中，增加一个RC振荡器43电路；也即在蜂窝芯片中增加了一路RC振荡器43上电的选择；通过蜂窝芯片所处的工作系统来配置模式选择寄存器McuEna；寄存器的初始值为0，即默认是DCXO/TCXO为(数字补偿振荡器41/温度补偿振荡器41)分支上电，进行数据通讯。同时增加一个Always On LDO，用来给寄存器供电，该LDO从首次Power On开始，供电一直保持；如果需要进入MCU模式，配置McuEna寄存器为1，系统进入睡眠模式(Flash/RAM、CPU等其它供电都断开，Always On LDO供电保持)；系统重新唤醒，根据McuEna寄存器状态为1，选择RC上电。

基于以上的技术方案，在本申请中蜂窝芯片的CPU既可以工作在PLL高频时钟上，又可以工作在RC时钟上；在MCU模式下，系统工作在RC时钟上；当工作MCU模式下时，系统启动时间可以缩短4ms左右；CPU工作在更低的频率下，功耗更低。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于蜂窝芯片的运行方法，包括：低压差线性稳压器、直流变换器、存储器、振荡器、以及CPU，并进行数据通信，实现蜂窝芯片的运行；其特征在于，还包括：模式选择寄存器、控制器以及常开供电电源；所述基于蜂窝芯片的运行方法还包括：

获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；

所述模式选择寄存器，用于根据所述蜂窝芯片中CPU的工作状态配置所述CPU的工作模式；所述CPU的工作模式为MCU模式，或数据通讯模式；

所述控制器，用于根据所述模式选择寄存器对所述CPU的工作模式进行切换控制；

当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用所述MCU模式；所述MCU模式包括：在所述蜂窝芯片中配置RC振荡器，通过所述RC振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；当所述蜂窝芯片进入所述MCU模式后，所述蜂窝芯片上电依次包括：

所述常开供电电源为所述模式选择寄存器以及所述控制器供电，所述模式选择寄存器控制选择由所述RC振荡器为CPU提供时钟源，所述CPU在设定的条件下采集数据信息；

当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用所述数据通讯模式；当所述蜂窝芯片中的CPU进入所述数据通讯模式时，

在所述蜂窝芯片中配置有补偿振荡器以及锁相环，通过所述补偿振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；

所述蜂窝芯片上电依次包括：所述低压差线性稳压器上电、继而所述直流变换器上电、继而所述存储器上电、继而对所述补偿振荡器上电、以及所述锁相环上电，当所述锁相环上电后进一步启用所述CPU的数据通讯模式，并进行数据信息的定时传输；

所述常开供电电源，用于给所述模式选择寄存器以及所述控制器供电。

2.一种蜂窝芯片的运行系统，包括：低压差线性稳压器、直流变换器、存储器、振荡器、以及CPU；其特征在于，还包括：模式选择寄存器、控制器以及常开供电电源；所述蜂窝芯片的运行系统还包括：

获取模块，用于获取所述蜂窝芯片中CPU的工作状态；

所述模式选择寄存器，用于根据所述蜂窝芯片中CPU的工作状态配置所述CPU的工作模式；所述CPU的工作模式为MCU模式，或数据通讯模式；

所述控制器，用于根据所述模式选择寄存器对所述CPU的工作模式进行切换控制；

选择模块，用于当所述蜂窝芯片中CPU的工作状态为数据采集状态时，启用所述MCU模式；所述MCU模式包括：在所述蜂窝芯片中设置RC振荡器，通过所述RC振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；当所述蜂窝芯片进入所述MCU模式后，所述蜂窝芯片上电依次包括：

所述常开供电电源为所述模式选择寄存器以及所述控制器供电，所述模式选择寄存器控制选择由所述RC振荡器为CPU提供时钟源，所述CPU在设定的条件下采集数据信息

所述选择模块，用于当所述蜂窝芯片中CPU采集数据信息的时间达到设定时间时，启用所述数据通讯模式；当所述蜂窝芯片中的CPU进入所述数据通讯模式时，在所述蜂窝芯片中配置有补偿振荡器以及锁相环，通过所述补偿振荡器配置所述蜂窝芯片中CPU的时钟源；

所述蜂窝芯片上电依次包括：所述低压差线性稳压器上电、继而所述直流变换器上电、继而所述存储器上电、继而对所述补偿振荡器上电、以及所述锁相环上电，当所述锁相环上电后进一步启用所述CPU的数据通讯模式，并进行数据信息的定时传输；

所述常开供电电源，用于给所述模式选择寄存器以及所述控制器供电。

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