CN110879546A - 一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法 - Google Patents

Abstract

一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，采用MCU和SOC作为电源管理的硬件，所述MCU作为系统的主控部分，MCU的数据端和SOC的数据端口之间经信号线连接；MCU内部具有管理应用单元、异常保护单元、远程监控应用单元程序；SOC内具有数据接收应用单元、数据回传应用单元、异常保护单元程序。本发明应用中，MCU没有新任务需要SOC处理，并且SOC处理完毕任务返回了对应结果到MCU时，MCU能使SOC关机。在SOC、MCU自身异常宕机后，能有效控制SOC关机。MCU在应用中，能对系统每次是否正常关机或异常关机进行记录，方便了用户远程监控。使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致专用软件、进行外部设备硬件功能的验证，能取得更好测试效果，给操作人员带来了便利。

Description

一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法

技术领域

本发明涉及物联网设备应用技术领域，特别是一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法。

背景技术

目前，现有技术中，一般的iot(物联网)设备，采用MCU(单片机)作为主控模块，其工作时具有低频率触发，低功耗，长时间待机的特点。由于其耗电低，因此一般都使用干电池或者锂电池作为电源，方便了设备整体的远程投放、安装、运行和维护。由于基于单片机的控制系统运算能力有限，因此在一些特殊需要复杂运算的场所，会无法满足实际需要；基于以上，在一些需要复杂大数据量运算的特定场所，大多数厂家都会使用MCU+SOC(系统级芯片)的组合方式作为控制系统；应用中，MCU低功耗做为长待机，在需要SOC进行大数据运算时候再通过单片机硬件给SOC上电开机，平时不进行大数据运算时SOC处于关机下电状态，进而达到节电目的。

但是现有MCU+SOC组合方式作为物联网设备的控制系统，由于其硬件以及软件功能限制，在实际应用中，如果因各种原因导致SOC系统崩溃不能进行正常运算，由于MCU不能实时获取到SOC的状态，不能判定其是否处于运算状态，因此不能给SOC下电，造成iot系统的耗电异常，进而导致整体设备的耗电量增大，待机时间减少。再者，在产线生产过程中，SOC的产线软件测试还存在不好操作的问题，这是因为SOC是在上电后就执行业务功能，执行完毕后，会立刻进入关机流程，存在测试时间急促的问题，一次没测试成功就需要多次的SOC上电开机测试，而产线一般都是人工操作测试，对产线工人操作技能要求很高，一般人员很难做到较短时间内能一次完成测试，对生产测试进度及效果造成了影响。

发明内容

为了克服现有MCU+SOC组合方式作为物联网设备的控制系统，由于其硬件以及软件功能限制，在实际应用中，SOC系统崩溃不能进行正常运算时、不能给SOC下电，造成iot系统耗电异常，以及在产线生产过程中，SOC的产线软件测试存在不好操作，对生产测试进度及效果会造成影响的弊端，本发明提供了Mcu在其硬件以及应用软件作用下，能根据业务需求来控制是否需要让SOC继续保持开机状态，应用中，MCU没有新的任务需要SOC处理，并且SOC已经处理完毕任务返回了对应的结果到MCU时，MCU能自动给SOC发送关机指令，在SOC以及MCU自身异常宕机后，也能控制SOC关机，达到节能电能的目地，且每次是否正常关机或者异常关机MCU都可以记录，并通过网络上传给客户端，方便了用户远程监控，在产线生产过程中，跟SOC连接的所有外设可使用专用的装备软件(比如PC机内软件)进行产线硬件功能验证，能取得更好的测试效果，并给操作人员带来了便利的一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，采用MCU和SOC作为电源管理的硬件，其特征在于所述MCU作为系统的主控部分，MCU的数据端和SOC的数据端口之间经信号线连接；所述MCU内部具有管理应用单元、异常保护单元、远程监控应用单元程序；所述SOC内具有数据接收应用单元、数据回传应用单元、异常保护单元程序；所述MCU的管理应用单元，应用中能根据需要来控制是否让SOC继续保持开机，如果MCU没有新的任务需要SOC处理，SOC已经处理完毕任务并且经数据回传应用单元返回了对应的结果，MCU直接给SOC发送关机指令、SOC关机；所述MCU及SOC的异常保护单元应用中，为了保证系统安全运行，在通讯异常以及MCU异常宕机或者重启，以及SOC系统崩溃等不能运算时，能控制SOC关机；所述MCU的远程监控应用单元应用中，能对MCU自身是否正常关机或者异常关机进行记录，且对SOC的开关机状态也能准确获取记录，并能将上述记录各种数据通过有线或无线网络上传给用户客户端，方便用户远程监控；所述SOC的数据接收应用单元能接收MCU传递的各种指令，数据回传应用单元能将各种数据传输至MCU的各应用单元；所述在产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件进行外部设备硬件功能的验证。

进一步地，所述MCU的异常保护单元应用中，是SOC上电/任务超时保护，应用时，如果MCU给SOC上电或者发送一个任务之后，异常保护单元启动其计时功能，SOC在计时时间内完成对应任务，然后经数据回传应用单元给异常保护单元上报idle状态，异常保护单元发出关机指令、SOC失电关机，如果因为通信干扰或者SOC异常宕机超时没有上报idle状态，在异常保护单元的计时时间到后，异常保护单元发出关机指令、SOC失电关机，保证整体系统用电正常。

进一步地，所述SOC的异常保护单元,是防止MCU本身异常宕机及MCU不能控制SOC的电源开和关，进而导致SOC处于常开机状态，整体系统功耗异常，应用时在SOC执行完所有的任务之后，超过自身预定的时间之后，还没有接收到MCU关机指令及其他任务指令，SOC执行关机流程。

进一步地，所述产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件进行产线硬件功能的验证，是防止直接测试SOC应用软件控制外部设备、测试时间短造成的问题，操作测试人员经计算机软件代替SOC内部的控制软件、测试SOC应用软件控制的外部设备，操作人员能经计算机方便的多次控制SOC应用软件控制的外部设备工作方式，并能改变每次输出控制指令的时间。

本发明有益效果是：本发明应用中，Mcu在其硬件以及应用软件作用下，管理应用单元能根据业务需求来控制是否需要让SOC继续保持开机状态，应用时，MCU没有新的任务需要SOC处理，并且SOC已经处理完毕任务返回了对应的结果到MCU时，MCU能自动给SOC发送关机指令。在Mcu、SOC异常保护单元的作用下，在SOC以及MCU自身异常宕机后，也能控制SOC关机，达到节能电能的目地；且在SOC故障时还能防止故障扩大化。MCU在应用中，能对系统每次是否正常关机或者异常关机进行记录，并通过网络上传给客户端，方便了用户远程监控。在产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件、进行外部设备硬件功能的验证，能取得更好测试效果，并给操作人员带来了便利。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构框图示意。

图2是本发明MCU和SOC控制时序流程图。

图3是本发明MCU和SOC异常保护机制下流程图。

具体实施方式

图1中所示，一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，采用MCU和SOC作为电源管理的硬件，所述MCU作为系统的主控部分，MCU的数据端和SOC的数据端口之间经信号线连接，MCU、SOC的电源输入端和锂蓄电池的两极分别经导线连接；所述MCU内部具有管理应用单元、异常保护单元、远程监控应用单元程序；所述SOC内具有数据接收应用单元、数据回传应用单元、异常保护单元程序；所述MCU的管理应用单元，应用中能根据需要来控制是否让SOC继续保持开机，如果MCU没有新的任务需要SOC处理，SOC已经处理完毕任务并且经数据回传应用单元返回了对应的结果，MCU直接给SOC发送关机指令、SOC关机；所述MCU及SOC的异常保护单元应用中，为了保证系统安全运行，在通讯异常以及MCU异常宕机或者重启，以及SOC系统崩溃等不能运算时，能控制SOC关机；所述MCU的远程监控应用单元应用中，能对MCU自身是否正常关机或者异常关机进行记录，且对SOC的开关机状态也能准确获取记录，并能将上述记录各种数据通过有线或无线网络上传给用户客户端，方便用户远程监控；所述SOC的数据接收应用单元能接收MCU传递的各种指令，数据回传应用单元能将各种数据传输至MCU的各应用单元；所述在产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件进行外部设备硬件功能的验证。

图1、2中所示，MCU的管理应用单元，具体应用中，自身上电开机后，在需要SOC处理业务的时候，会给SOC上电，进而，SOC上电开机处理管理应用单元发出的指令业务，SOC处理完毕所有业务后，给MCU的串口发送空间状态AT指令(应用于终端设备、MCU应用之间的连接与通信的指令。)“+idle:1”，代表完成了所有管理应用单元发出的业务指令；实际应用中，MCU没有需要处理的业务时，或者接收到SOC传递的已完成所有业务信息时，能发出关机指令到SOC，于是SOC执行关机工作。SOC执行关机动作时，SOC的软件部分停止工作后，SOC显示是否开机状态，同时并输出低电平到管理应用单元，管理应用单元接收到后给SOC的硬件下电，进而SOC硬件失电进入休眠状态，为下次执行应用管理单元发出的指令业务做好准备。

图1、2、3中所示，MCU的异常保护单元应用中为了保证功能的实现，设置了SOC上电/任务超时保护，应用时，如果MCU给SOC上电或者发送一个任务之后(SOC的数据接收应用单元接收任务指令)，异常保护单元启动其计时功能，SOC在计时时间内完成对应任务，然后经数据回传应用单元给异常保护单元上报idle(停止工作)状态，异常保护单元发出关机指令、SOC失电关机；如果因为通信干扰或者SOC异常宕机超时没有上报idle状态，在MCU异常保护单元的计时时间到后，异常保护单元发出关机指令、SOC失电关机，保证了整体系统用电正常。

图1、2、3中所示，SOC本身异常保护单元，主要目的是防止MCU本身异常宕机及MCU不能控制SOC的电源开和关，进而导致SOC处于常开机状态，整体系统功耗异常，应用中在SOC执行完所有的任务之后，超过自身预定的时间之后，还没有接收到MCU关机指令及其他任务指令，SOC执行关机流程。具体应用时，MCU上电开机，给SOC发出业务指令的同时，SOC的异常保护单元启动其计时功能，做SOC工作超时保护(MCU在每次发送命令后，会重新进行计时)；SOC上电开机后开始处理MCU发出的指令业务；SOC处理完所有的业务后，给MCU的串口发送空间状态AT指令(应用于终端设备、MCU应用之间的连接与通信的指令。)“+idle:1”，代表完成了所有管理应用单元发出的业务指令；正常情况下，MCU没有需要处理的业务时，或者接收到SOC传递的已完成所有业务信息时，能发出关机指令到SOC，于是，SOC执行关机工作。在实际应用中，如果MCU异常保护单元计时的时间到后，SOC没有给MCU发送已完成任务信号，MCU给SOC发出强行关机指令，进而SOC关机，同时，MCU的异常保护单元停止其计时功能，进入待机状态。在SOC的异常保护单元功能作用下，应用中在SOC执行完所有的任务之后，超过SOC异常保护单元的自身预定时间之后，还没有接收到MCU关机指令及其他任务指令，SOC的异常保护单元执行自身关机流程，SOC关机。

图1、2、3中所示，在产线生产过程中，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件、进行和SOC连接控制的外部设备硬件功能的验证，防止直接测试SOC应用软件控制外部设备测试时间短造成的问题，操作测试人员经计算机软件代替SOC内部的控制软件、测试SOC应用软件控制的外部设备，操作人员能经计算机方便的多次控制SOC应用软件控制的外部设备工作方式，并能改变每次输出指令的时间。

图1、2、3中所示，本发明应用中，Mcu在其硬件以及应用软件作用下，管理应用单元能根据业务需求来控制是否需要让SOC继续保持开机状态，应用时，MCU没有新的任务需要SOC处理，并且SOC已经处理完毕任务返回了对应的结果到MCU时，MCU能自动给SOC发送关机指令。在Mcu、SOC异常保护单元的作用下，在SOC以及MCU自身异常宕机后，也能控制SOC关机，达到节能电能的目地；且在SOC故障时还能防止故障扩大化。MCU在应用中，能对系统每次是否正常关机或者异常关机进行记录，并通过网络上传给客户端，方便了用户远程监控。在产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件、进行外部设备硬件功能的验证，能取得更好测试效果，并给操作人员带来了便利。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，采用MCU和SOC作为电源管理的硬件，其特征在于所述MCU作为系统的主控部分，MCU的数据端和SOC的数据端口之间经信号线连接；所述MCU内部具有管理应用单元、异常保护单元、远程监控应用单元程序；所述SOC内具有数据接收应用单元、数据回传应用单元、异常保护单元程序；所述MCU的管理应用单元，应用中能根据需要来控制是否让SOC继续保持开机，如果MCU没有新的任务需要SOC处理，SOC已经处理完毕任务并且经数据回传应用单元返回了对应的结果，MCU直接给SOC发送关机指令、SOC关机；所述MCU及SOC的异常保护单元应用中，为了保证系统安全运行，在通讯异常以及MCU异常宕机或者重启，以及SOC系统崩溃等不能运算时，能控制SOC关机；所述MCU的远程监控应用单元应用中，能对MCU自身是否正常关机或者异常关机进行记录，且对SOC的开关机状态也能准确获取记录，并能将上述记录各种数据通过有线或无线网络上传给用户客户端，方便用户远程监控；所述SOC的数据接收应用单元能接收MCU传递的各种指令，数据回传应用单元能将各种数据传输至MCU的各应用单元；所述在产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件进行外部设备硬件功能的验证。

2.根据权利要求1所述的一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，其特征在于，MCU的异常保护单元应用中，是SOC上电/任务超时保护，应用时，如果MCU给SOC上电或者发送一个任务之后，异常保护单元启动其计时功能，SOC在计时时间内完成对应任务，然后经数据回传应用单元给异常保护单元上报idle状态，异常保护单元发出关机指令、SOC失电关机，如果因为通信干扰或者SOC异常宕机超时没有上报idle状态，在异常保护单元的计时时间到后，异常保护单元发出关机指令、SOC失电关机，保证整体系统用电正常。

3.根据权利要求1所述的一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，其特征在于，SOC的异常保护单元,是防止MCU本身异常宕机及MCU不能控制SOC的电源开和关，进而导致SOC处于常开机状态，整体系统功耗异常，应用时在SOC执行完所有的任务之后，超过自身预定的时间之后，还没有接收到MCU关机指令及其他任务指令，SOC执行关机流程。

4.根据权利要求1所述的一种通过软硬件结合方式实现双芯片电源管理的方法，其特征在于，产线生产过程中，跟SOC连接的所有外部设备的控制功能，使用计算机内装和SOC内部应用软件功能一致的专用软件进行产线硬件功能的验证，是防止直接测试SOC应用软件控制外部设备、测试时间短造成的问题，操作测试人员经计算机软件代替SOC内部的控制软件、测试SOC应用软件控制的外部设备，操作人员能经计算机方便的多次控制SOC应用软件控制的外部设备工作方式，并能改变每次输出控制指令的时间。

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