CN115696530A - 一种低功耗蓝牙芯片及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗蓝牙芯片及控制方法。本发明将低功耗蓝牙芯片划分为三个用电模块：第一电源域模块、第二电源域模块和第三电源域模块。第一电源域模块的供电一直导通，并且第一电源域模块负责导通或切断第二电源域模块和第三电源域模块的供电，从而降低低功耗蓝牙芯片的功耗。第二电源域模块配置有维持蓝牙通信连接的工作在高时钟频率的蓝牙帧主计数器，第一电源域模块配置有维持蓝牙通信连接的工作在低时钟频率的蓝牙帧辅助计数器，在第二电源域模块供电被切断的情况下，第一电源域下的蓝牙帧辅助计数器负责蓝牙帧计数，降低芯片功耗的同时避免已建立蓝牙通讯连接的主设备和从设备因时钟差异失去同步而导致蓝牙通信连接失败。

Description

一种低功耗蓝牙芯片及控制方法

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种低功耗蓝牙芯片及控制方法。

背景技术

低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)自从发布以来凭借其低功耗、低成本的优势已经得到广泛应用，这些大部分应用都需要有低功耗蓝牙芯片的支持。在一些极低功耗要求的使用场景，一颗蓝牙芯片在一颗普通纽扣电池供电情况下需要使用超过5年，这就为蓝牙芯片提出了非常严格的功耗要求。因为低功耗蓝牙芯片不仅会以广播的形式通信，在数据量大的情况下还需要建立连接从而维持高频的通信。所以如果蓝牙芯片不具有优秀的低功耗设计方法，很难满足应用的需求。

在现有的低功耗蓝牙芯片设计中，主要有以下低功耗实现方法：

中央处理器与蓝牙处理器放在一个电源域中，中央处理器负责蓝牙协议栈以及其他任务的处理，蓝牙处理器仅负责蓝牙射频以及物理层处理。中央处理器工作频率限制在16MHz到48MHz之间；

中央处理器和蓝牙处理器的时钟在不需要工作的时候切断，从而节省功耗；

单独划分一个常开电源域模块，该模块可以切断中央处理器和蓝牙处理器的电源，从而节省功耗。

例如公开号为CN111669812A的中国专利公开了一种低功耗蓝牙芯片，通过设置包括RC振荡器的低频时钟，以及时钟标定器，通过时钟标定器对低频时钟和高频时钟分别进行脉冲计数可以更为精确地确定低频时钟的频率，使得在进行蓝牙芯片的系统的休眠和唤醒控制时，由于低频时钟的频率更为准确，由此可以更为准确地控制蓝牙芯片的系统的休眠唤醒时间，以保证更长时间的休眠，降低功耗。

CN107613546A的中国专利公开了一种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。

现有的设计把中央处理器和蓝牙处理器置于一个电源域中，如果只需要一个处理器工作，两个处理器的电源都需要同时打开，不利于省电。另外，虽然现有设计会划分一个常开的电源域模块，但它不能维持蓝牙帧计数器的计数，从而不能够维持已经建立的蓝牙通信连接。

本发明旨在提供一种低功耗蓝牙芯片及控制方法。不但可以不用限制中央处理器的工作频率也能实现低功耗，而且只需要常开电源域工作就能够维持蓝牙通信连接，从而实现蓝牙通信连接下的低功耗。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

现有蓝牙芯片为降低功耗，大多将设置有低功耗的休眠模式和高功耗的工作模式，通常情况下现有技术通过使蓝牙芯片尽可能多的处于休眠模式，从而降低其功耗。当通常情况下，当蓝牙芯片处于休眠模式时，只有一个低频(休眠)时钟及其逻辑会保持运行，来进行计时和唤醒，蓝牙芯片的其他组件处于休眠状态。但是由于蓝牙设备的低频时钟会有漂移和不确定性，若蓝牙设备的低频时钟出现漂移则会导致建立蓝牙通讯连的主设备和从设备因时钟差异失去同步，导致蓝牙通信连接失败，无法进行通信。所以蓝牙设备之间必须按照他们之间低频时钟相对的最大不确定性提前醒来和接收信号。因此，计时越准确，蓝牙设备的唤醒时间就可以设置的更准确，蓝牙设备就可以有更多的时间处于休眠模式，从而取得更低的功耗。

因此，如何确保蓝牙通信连接正常，同时精确设置各模块的供电切换时间，是本发明希望解决的技术问题。

针对现有技术之不足，本发明提供了一种低功耗蓝牙芯片。所述低功耗蓝牙芯片至少包括连接外部电源的第一电源域模块、实现蓝牙通信功能的第二电源域模块和进行数据处理的第三电源域模块。优选地，所述第二电源域模块负责处理蓝牙通信任务，所述第三电源域模块负责处理非蓝牙通信任务。所述第一电源域模块根据所述低功耗蓝牙芯片所执行工作任务的存在情况，导通或切断所述第二电源域模块和所述第三电源域模块的供电，以改变所述低功耗蓝牙芯片的用电状态，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。优选地，所述第二电源域模块配置有维持蓝牙通信连接的蓝牙帧主计数器。所述蓝牙帧主计数器与所述第一电源域模块配置的蓝牙帧辅助计数器通信连接。在所述第二电源域模块供电被切断的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器负责蓝牙帧计数，并且在第二电源域模块恢复供电的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器将计数值同步至所述蓝牙帧主计数器，使得所述蓝牙帧主计数器同步值开始计数，从而维持蓝牙通信连接。

优选地，所述第二电源域模块中设置有蓝牙处理器，所述第三电源域模块中设置有中央处理器。所述蓝牙处理器负责处理蓝牙发送或接收任务，所述中央处理器处理非蓝牙相关任务。

优选地，本发明将所述低功耗蓝牙芯片划分为三个用电模块：第一电源域模块、第二电源域模块和第三电源域模块。第一电源域模块一直供电，并且负责第二电源域模块和第三电源域模块供电的导通和切断。第二电源域模块负责蓝牙功能的处理，包括射频，基带，蓝牙帧结构处理，蓝牙协议栈处理。第三电源域模块负责除蓝牙以外任务的处理，包括日志打印，算法处理，与芯片外围设备的通信等等。优选地，本发明通过侦测所述低功耗蓝牙芯片工作任务的存在情况切换所述低功耗蓝牙芯片的用电状态，使得负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块仅在工作时通电，避免了因第二电源域模块和第三电源域模块同步供电导致的单一模块工作全模块被唤醒而产生的功耗浪费。相较于中央处理器与蓝牙处理器设置在同一个电源域中的蓝牙芯片，本发明提供的低功耗蓝牙芯片的能耗降低了至少50％。

蓝牙主设备和从设备是在固定的时间点通信，蓝牙主设备和从设备都配置有相同的蓝牙帧计数器来维持通信的时间点，所以蓝牙帧计数器能够保证双方在相同的时间点才发送和接收数据，从而维持蓝牙通信。

优选地，本发明在所述第二电源域模块供电被切断的情况下，所述第一电源域模块配置的蓝牙帧辅助计数器使用较低频率的时钟计数。当第二电源域模块供电打开后，蓝牙帧辅助计数器的计数值会同步到蓝牙帧主计数器，使蓝牙帧主计数器能够从该同步值开始计数，从而保证蓝牙帧主计数器不会因为供电被切断丢失蓝牙帧计数值，进而维持蓝牙通信连接。

根据一种优选实施方式，在所述第二电源域模块供电导通的情况下，所述蓝牙帧主计数器使用较高频率的时钟计数，从而保持蓝牙通信连接准确的同步。在所述第二电源域模块供电被切断，所述第一电源域模块导通的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器使用较低频率的时钟计数，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

优选地，在所述第二电源域模块供电被切断的情况下，为了维持对蓝牙帧的连续计数，所述第一电源域模块中配置的蓝牙帧辅助计数器工作，负责蓝牙芯片的蓝牙帧计数。优选地，因为时钟频率越低，计数器的计时频率就越低，芯片中的元器件高低电平翻转的频率就越低，那么元件消耗功耗就越低，蓝牙帧辅助计数器使用较低频率时钟计数可以降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

根据一种优选实施方式，在所述第一电源域模块接通所述外部电源的情况下，所述第一电源域模块向所述第二电源域模块和所述第三电源域模块供电，所述低功耗蓝牙芯片进入第一用电状态。在第一用电状态下，所述第一电源域模块通过侦测所述第二电源域模块和所述第三电源域模块是否存在工作任务，以进行所述低功耗蓝牙芯片用电状态之切换。优选地，所述工作任务包括由所述第二电源域模块负责处理的蓝牙通信任务和由所述第三电源域模块负责处理的非蓝牙通信任务。

优选地，所述第一电源域模块基于其配置的寄存器的标志位判断是否存在工作任务。该寄存器标志位由第一电源域模块内部计数器触发或芯片管脚触发。

根据一种优选实施方式，所述低功耗蓝牙芯片的用电状态还包括：由所述第一电源域模块切断所述第二电源域模块和所述第三电源域模块供电的第二用电状态；由所述第一电源域模块导通所述第二电源域模块供电并切断所述第三电源域模块供电的第三用电状态；由所述第一电源域模块切断所述第二电源域模块供电并导通所述第三电源域模块供电的第四用电状态。优选地，所述第一电源域模块根据所述第二电源域模块和所述第三电源域模块所负责工作任务的存在情况确定下一时刻所述低功耗蓝牙芯片的用电状态，使得存在待处理任务的所述第二电源域模块和/或所述第三电源域模块的供电被导通，不存在待处理任务的所述第二电源域模块和/或所述第三电源域模块的供电被切断，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

根据一种优选实施方式，在第二用电状态下，所述第一电源域模块实时侦测所述工作任务之存在情况。响应于侦测到的所述工作任务的存在情况，所述第一电源域模块导通或切断所述第二电源域模块和所述第三电源域模块的供电，以确定所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

根据一种优选实施方式，在第一用电状态和/或第三用电状态和/或第四用电状态下，响应于所述第二电源域模块或所述第三电源域模块工作任务之完毕，所述第一电源域模块侦测所述工作任务之存在情况。响应于侦测到的所述工作任务的存在情况，所述第一电源域模块导通或切断所述第二电源域模块和所述第三电源域模块的供电，以确定所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

优选地，当没有蓝牙发送或接收任务时，蓝牙处理器会传递空闲状态标志位给第一电源域模块，表示蓝牙处理器任务处理完毕。当没有非蓝牙相关任务，中央处理器会传递空闲状态标志位给第一电源域模块，表示中央处理器任务处理完毕。

优选地，对于所述工作任务之存在情况，所述低功耗蓝牙芯片设置有至少两种侦测方式，即，不存在所述工作任务时，所述低功耗蓝牙芯片实时侦测工作任务的存在情况；存在工作任务时，所述低功耗蓝牙芯片在某一工作任务处理完毕后进行侦测工作任务的存在情况，从而减少所述低功耗蓝牙芯片侦测工作任务的存在情况时的数据处理时间。

本发明还提供一种低功耗蓝牙控制方法。所述低功耗蓝牙控制方法至少包括：

将低功耗蓝牙配置为连接外部电源的第一电源域模块、负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块；

所述第一电源域模块通过侦测所述低功耗蓝牙芯片工作任务的存在情况，确定下一时刻所述第二电源域模块和所述第三电源域模块供电的导通或切断，以降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

优选地，所述第二电源域模块配置有维持蓝牙通信连接的蓝牙帧主计数器，并且所述蓝牙帧主计数器与所述第一电源域模块配置的蓝牙帧辅助计数器通信连接。在所述第二电源域模块供电被切断的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器负责蓝牙帧计数，并且在第二电源域模块恢复供电的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器将计数值同步至所述蓝牙帧主计数器，使得所述蓝牙帧主计数器同步值开始计数，从而维持蓝牙通信连接。

根据一种优选实施方式，在所述第一电源域模块接通所述外部电源的情况下，所述第一电源域模块向所述第二电源域模块和所述第三电源域模块供电，并且所述第一电源域模块侦测所述工作任务之存在情况。

响应于所述工作任务的存在情况之确定，所述第一电源域模块导通或切断所述第二电源域模块和/或所述第三电源域模块的供电，使得所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态与所述工作任务的存在情况相适应，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

根据一种优选实施方式，在所述第一电源域模块只向所述第二电源域模块或只向所述第三电源域模块供电的情况下，响应于所述第二电源域模块和/或所述第三电源域模块工作任务之完毕，所述第一电源域模块侦测所述工作任务之存在情况。响应于所述工作任务的存在情况，所述第一电源域模块导通或切断所述第二电源域模块和所述第三电源域模块的供电，以确定所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态。

根据一种优选实施方式，所述蓝牙帧主计数器由所述第二电源域模块供电。所述蓝牙帧辅助计数器由所述第一电源域模块供电。优选地，在所述第二电源域模块供电导通的情况下，所述蓝牙帧主计数器使用较高频率的时钟计数，从而保持蓝牙通信连接准确的同步。优选地，在所述第二电源域模块供电被切断，所述第一电源域模块导通的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器使用较低频率的时钟计数，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的低功耗蓝牙芯片的简化模块连接关系示意图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的低功耗蓝牙芯片的用电状态转换示意图。

附图标记列表

100：低功耗蓝牙芯片100；101：第一用电状态；102：第二用电状态；103：第三用电状态；104：第四用电状态；110：第一电源域模块；111：蓝牙帧辅助计数器；120：第二电源域模块；121：蓝牙帧主计数器；130：第三电源域模块；200：外部电源。

具体实施方式

下面结合附图1和2进行详细说明。

本发明通过将蓝牙芯片中的蓝牙处理器和中央处理器划分为独立的两个用电模块，即，负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块，并且本发明通过第一电源域模块控制第二电源域模块和第三电源域模块的供电，避免了因蓝牙处理器和中央处理器采用同一供电导致的单一处理器工作全处理器被通电而产生的功耗浪费。

优选地，本发明通过侦测低功耗蓝牙芯片工作任务的存在情况，使得第一电源域模块能够根据执行任务所需处理器的需求导通或切断第二电源域模块和第三电源域模块的供电，从而确定低功耗蓝牙芯片下一时刻的用电状态，使得蓝牙处理器和中央处理器仅在工作时通电，以降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

优选地，当第一电源域模块切断第二电源域模块和第三电源域模块的供电的时候，第一电源域模块中配置的蓝牙帧辅助计数器负责蓝牙帧计数，并且在第二电源域模块恢复供电的情况下，蓝牙帧辅助计数器将计数值同步至第二电源域模块中配置的蓝牙帧主计数器，使得蓝牙帧主计数器同步值开始计数，从而维持蓝牙通信连接。。

实施例1

本发明提供了一种低功耗蓝牙芯片100。参见图1，优选地，低功耗蓝牙芯片100可以包括连接外部电源200的第一电源域模块110、实现蓝牙通信功能的第二电源域模块120和进行数据处理的第三电源域模块130。优选地，第二电源域模块120负责处理蓝牙通信任务，第三电源域模块130负责处理非蓝牙通信任务。第一电源域模块110根据低功耗蓝牙芯片100所执行工作任务的存在情况，导通或切断第二电源域模块120和第三电源域模块130的供电，以改变所述低功耗蓝牙芯片100的用电状态，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。优选地，所述第二电源域模块120配置有维持蓝牙通信连接的蓝牙帧主计数器121；所述第一电源域模块110配置有蓝牙帧辅助计数器111。在所述第二电源域模块120供电被切断的情况下，所述第一电源域模块110配置的蓝牙帧辅助计数器111负责计数。当第二电源域模块120供电打开后，蓝牙辅助帧计数器111的计数值会同步到蓝牙帧主计数器121，使蓝牙帧主计数器121能够从这个同步值开始计数，从而保证蓝牙帧主计数器121不会因为第二电源域模块120供电被切断丢失蓝牙帧计数值，进而维持蓝牙通信连接。

优选地，本发明将低功耗蓝牙芯片100划分为三个用电模块：第一电源域模块110、第二电源域模块120和第三电源域模块130。第一电源域模块110一直供电，并且负责第二电源域模块120和第三电源域模块130供电的导通和切断。第二电源域模块120负责蓝牙功能的处理，包括射频，基带，蓝牙帧结构处理，蓝牙协议栈处理。第三电源域模块130负责除蓝牙以外任务的处理，包括日志打印，算法处理，与芯片外围设备的通信等等。本发明通过对各个模块的供电进行具体控制，相应模块仅在工作时通电，避免了因第二电源域模块120和第三电源域模块130同步供电导致的单一模块工作全模块被唤醒而产生的功耗浪费。优选地，第二电源域模块120中设置有蓝牙处理器，第三电源域模块130中设置有中央处理器。蓝牙处理器负责处理蓝牙发送或接收任务，中央处理器处理非蓝牙相关任务。

优选地，本发明通过侦测低功耗蓝牙芯片100工作任务的存在情况切换低功耗蓝牙芯片100的用电状态，使得负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块120和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块130仅在工作时通电，避免了因第二电源域模块和第三电源域模块同步供电导致的单一模块工作全模块被唤醒而产生的功耗浪费。相较于中央处理器与蓝牙处理器设置在同一个电源域中的蓝牙芯片，本发明提供的低功耗蓝牙芯片的能耗降低了至少50％。

蓝牙主设备和从设备是在固定的时间点通信，蓝牙主设备和从设备都配置有相同的蓝牙帧计数器来维持通信的时间点，所以蓝牙帧计数器能够保证双方在相同的时间点才发送和接收数据，从而维持蓝牙通信。

优选地，在所述第二电源域模块120供电被切断的情况下，为了维持对蓝牙帧的计数，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数。当第二电源域模块120供电打开后，蓝牙辅助帧计数器111的计数值会同步到蓝牙帧主计数器121，使蓝牙帧主计数器121能够从这个同步值开始计数，从而保证蓝牙帧主计数器121不会因为第二电源域模块120供电被切断丢失蓝牙帧计数值，进而维持蓝牙通信连接。优选地，在蓝牙处理器120模块供电导通的情况下，蓝牙帧主计数器121使用较高频率的时钟计数，从而保持蓝牙通信连接准确的同步。在第二电源域模块120供电被切断，第一电源域模块110导通的情况下，蓝牙帧辅助计数器111使用较低频率的时钟计数，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，在第二电源域模块120供电被切断的情况下，为了维持对蓝牙帧的连续计数，第一电源域模块110中配置的蓝牙帧辅助计数器111工作，负责低功耗蓝牙芯片100的蓝牙帧计数。优选地，因为时钟频率越低，计数器的计时频率就越低，低功耗蓝牙芯片100中的元器件高低电平翻转的频率就越低，那么元件消耗功耗就越低，蓝牙帧辅助计数器111使用较低频率时钟计数可以降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

在第一电源域模块110接通外部电源200的情况下，第一电源域模块110向第二电源域模块120和第三电源域模块130供电，低功耗蓝牙芯片100进入第一用电状态101。在第一用电状态101下，第一电源域模块110通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130是否存在工作任务，以进行低功耗蓝牙芯片100用电状态之切换。优选地，工作任务包括由第二电源域模块120负责处理的蓝牙通信任务和由第三电源域模块130负责处理的非蓝牙通信任务。

优选地，第一电源域模块110基于其配置的寄存器的标志位判断是否存在工作任务。该寄存器标志位可以由第一电源域模块110内部计数器触发或芯片管脚触发。

参见图2，优选地，低功耗蓝牙芯片100设置有四种用电状态：第一用电状态101、第二用电状态102、第三用电状态103和第四用电状态104。优选地，低功耗蓝牙芯片100根据第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况确定下一时刻低功耗蓝牙芯片100的用电状态。

优选地，第一用电状态101是指第一电源域模块110向第二电源域模块120和第三电源域模块130供电。优选地，第一电源域模块110可以向第二电源域模块120和第三电源域模块130同时供电，也可以只向其中一者供电，或者不向两者供电。优选地，低功耗蓝牙芯片100的用电状态还包括：由第一电源域模块110切断第二电源域模块120和第三电源域模块130供电的第二用电状态102；由第一电源域模块110导通第二电源域模块120供电并切断第三电源域模块130供电的第三用电状态103；由第一电源域模块110切断第二电源域模块120供电并导通第三电源域模块130供电的第四用电状态104。

优选地，第一电源域模块110根据第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况，确定下一时刻低功耗蓝牙芯片100的用电状态。优选地，低功耗蓝牙芯片100通过切换不同用电状态使得存在待处理任务的第二电源域模块120和/或第三电源域模块130的供电被导通，不存在待处理任务的第二电源域模块120和/或第三电源域模块130的供电被切断，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，在第二用电状态102下，第一电源域模块110实时侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况，以确定低功耗蓝牙芯片100的下一用电状态，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，在第一用电状态101和/或第三用电状态103和/或第四用电状态104下，响应于第二电源域模块120或第三电源域模块130工作任务之完毕，第一电源域模块110侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况。响应于侦测到的第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况，第一电源域模块110导通或切断第二电源域模块120和第三电源域模块130的供电，以确定低功耗蓝牙芯片100的下一用电状态，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，对于工作任务之存在情况，低功耗蓝牙芯片100设置有至少两种侦测方式，即，不存在所述工作任务时，低功耗蓝牙芯片100实时侦测工作任务的存在情况；存在工作任务时，低功耗蓝牙芯片100在某一工作任务处理完毕后进行侦测工作任务的存在情况，从而减少低功耗蓝牙芯片100侦测工作任务的存在情况时的数据处理时间。

优选地，当没有蓝牙发送或接收任务时，蓝牙处理器会传递空闲状态标志位给第一电源域模块，表示蓝牙处理器任务处理完毕。当没有非蓝牙相关任务，中央处理器会传递空闲状态标志位给第一电源域模块，表示中央处理器任务处理完毕。

优选地，当第一电源域模块110只向第二电源域模块120和第三电源域模块130其中一者供电时，如果被供电的第二电源域模块120或第三电源域模块130工作任务处理完毕，第一电源域模块110重新侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况，以确定低功耗蓝牙芯片100的下一用电状态，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，当第一电源域模块110向第二电源域模块120供电时，蓝牙帧主计数器121使用较高频率的时钟计数，以保持蓝牙通信连接准确的同步。当第二电源域模块120的供电被切断时，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数。优选地，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111使用较低频率的时钟计数，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，在第一电源域模块110打开第二电源域模块120的供电时，为了保持建立蓝牙通信连接的设备间保持准确的同步，蓝牙帧主计数器121使用较高频率的时钟计数，该时钟频率记为Ffast，频率单位为MHz。优选地，在第二电源域模块120的供电被切断时，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数，为了降低功耗，蓝牙辅助帧计数器111使用较低频率的时钟计数，该时钟频率记为Fslow，频率单位为KHz。优选地，当第二电源域模块120的供电被切断的时候，蓝牙帧主计数器121的值记为Nfast。这时候第一电源域模块110配置的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数，并从零开始计数。当第二电源域模块120的供电需要打开的时候，第一电源域模块110配置的蓝牙帧辅助计数器111的计数值为Nslow。这时候在第二电源域模块120的供电打开情况下恢复的蓝牙帧主计数器121的值记为N’fast，该值可以由N’fast＝Nfast+Nslow*Ffast/Fslow计算获得，从而保持准确的同步。蓝牙主设备和从设备是在固定的时间点通信，两边都有相同的蓝牙帧计数器来维持通信的时间点，所以蓝牙帧计数器能够保证双方在相同的时间点才发送和接收数据，从而维持蓝牙通信。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实施例提供一种低功耗蓝牙控制方法。低功耗蓝牙控制方法至少包括：

将低功耗蓝牙配置为连接外部电源200的第一电源域模块110、负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块120和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块130；

第一电源域模块110通过侦测低功耗蓝牙芯片100工作任务的存在情况，确定下一时第二电源域模块120和第三电源域模块130供电的导通或切断，以降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，第二电源域模块120配置有维持蓝牙通信连接的蓝牙帧主计数器121。优选地，第一电源域模块110配置的蓝牙帧辅助计数器111。蓝牙帧主计数器121与第一电源域模块110配置的蓝牙帧辅助计数器111通信连接。

在第二电源域模块120供电被切断的情况下，为了维持对蓝牙帧的连续计数，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数。当第二电源域模块120供电打开后，蓝牙辅助帧计数器111的计数值会同步到蓝牙帧主计数器121，使蓝牙帧主计数器121能够从这个同步值开始计数，从而保证蓝牙帧主计数器121不会因为第二电源域模块120供电被切断丢失蓝牙帧计数值，进而维持蓝牙通信连接。

优选地，在第一电源域模块110接通外部电源200的情况下，第一电源域模块110向第二电源域模块120和第三电源域模块130供电，并且第一电源域模块110侦测低功耗蓝牙芯片100工作任务的存在情况。优选地，第一电源域模块110通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况，确定下一时刻第二电源域模块120和第三电源域模块130供电的导通或切断。

响应于低功耗蓝牙芯片100工作任务的存在情况之确定，第一电源域模块110导通或切断第二电源域模块120和/或第三电源域模块130的供电，使得低功耗蓝牙芯片100的下一用电状态与低功耗蓝牙芯片100工作任务的存在情况相适应，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，在第一电源域模块110只向第二电源域模块120或只向第三电源域模块130供电的情况下，响应于第二电源域模块120或第三电源域模块130工作任务之完毕，第一电源域模块110侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况，以确定下一时刻第二电源域模块120和第三电源域模块130供电的导通或切断，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。

优选地，蓝牙帧主计数器121由第二电源域模块120供电；蓝牙帧辅助计数器111由或第一电源域模块110供电。优选地，在第二电源域模块120供电导通的情况下，蓝牙帧主计数器121使用较高频率的时钟计数，从而保持蓝牙通信连接准确的同步。优选地，在第二电源域模块120供电被切断，第一电源域模块110导通的情况下，蓝牙帧辅助计数器111使用较低频率的时钟计数，从而降低低功耗蓝牙芯片100的功耗。优选地，本方法实现步骤S101～S105：

步骤S101、把低功耗蓝牙芯片100划分为三个用电模块：第一电源域模块110、第二电源域模块120和第三电源域模块130。第一电源域模块110一直供电，负责各个模块供电的导通和切断。第二电源域模块120负责蓝牙功能的处理，包括射频，基带，蓝牙帧结构处理，蓝牙协议栈处理。第三电源域模块130负责除蓝牙以外任务的处理，包括日志打印，算法处理，与芯片外围设备的通信等等；

步骤S102、当低功耗蓝牙芯片100第一次连接外部电源200时，所有模块的供电导通，即，第一电源域模块110同时向第二电源域模块120和第三电源域模块130供电；

步骤S103、低功耗蓝牙芯片100通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况判断其下一用电状态，第一电源域模块110可以同时向第二电源域模块120和第三电源域模块130这两个模块供电，也可以向其中一个供电，或者两者都不供电；

步骤S104、当第一电源域模块110向第二电源域模块120供电时，如果第二电源域模块120工作任务处理完毕，进入待机状态，低功耗蓝牙芯片100重新进入步骤S103。同时，如果第二电源域模块120的供电被切断，第一电源域模块110中配置的蓝牙帧辅助计数器111执行对蓝牙帧的计数，从而维持蓝牙通信连接；

步骤S105、当第一电源域模块110只向第三电源域模块130供电时，如果第三电源域模块130工作任务处理完毕，低功耗蓝牙芯片100也重新进入步骤S103。优选地，没有蓝牙发送或接收任务时，蓝牙处理器会传递空闲状态标志位给第一电源域模块，表示蓝牙处理器任务处理完毕；没有非蓝牙相关任务时，中央处理器会传递空闲状态标志位给第一电源域模块，表示中央处理器任务处理完毕。

优选地，优选地，上述步骤S104中当第二电源域模块120的供电被切断，然后第二电源域模块120的供电又被打开，维持蓝牙帧主计数器121技术的方法如下：

1)当第一电源域模块110向第二电源域模块120供电时，为了保持准确的同步，蓝牙帧主计数器121使用较高频率的时钟计数，该时钟频率记为Ffast，频率单位为MHz；

2)当第二电源域模块120的供电被切断时，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数，为了降低功耗，蓝牙辅助帧计数器111使用较低频率的时钟计数，该时钟频率记为Fslow，频率单位为KHz；

3)当第二电源域模块120的供电被切断的时候，蓝牙帧主计数器121的值记为Nfast。这时候第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数，为了降低功耗，蓝牙辅助帧计数器111使用较低频率的时钟计数，并且蓝牙帧辅助计数器111从零开始计数。当第二电源域模块120的供电需要打开的时候，第一电源域模块110配置的蓝牙帧辅助计数器111的计数值为Nslow。这时候在第二电源域模块120的供电打开情况下恢复的蓝牙帧主计数器121的值记为N’fast，该值可以由N’fast＝Nfast+Nslow*Ffast/Fslow计算获得，从而保证第二电源域120断电并恢复供电后蓝牙帧主计数器121的计数值仍然能够准确恢复，进而保持准确的同步。

优选地，低功耗蓝牙芯片100的用电状态转换如图2所示。优选地，低功耗蓝牙芯片100的各用电状态描述如下：

第一用电状态101：第一电源域模块110同时向第二电源域模块120和第三电源域模块130供电；

第二用电状态102：第一电源域模块110切断第二电源域模块120和第三电源域模块130的供电，即，只有第一电源域模块110连接外部电源200；

第三用电状态103：第一电源域模块110导通第二电源域模块120的供电并切断第三电源域模块130的供电；

第四用电状态104：第一电源域模块110切断第二电源域模块120的供电并导通第三电源域模块130的供电。

优选地，低功耗蓝牙芯片100的用电状态的转换过程如步骤S201～S206所示。

步骤S201、低功耗蓝牙芯片100第一次连接外部电源200，低功耗蓝牙芯片100的用电状态进入第一用电状态101，第一电源域模块110同时向第二电源域模块120和第三电源域模块130供电。

步骤S202、低功耗蓝牙芯片100通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况判断低功耗蓝牙芯片100应该进入的下一用电状态。

步骤203、如果低功耗蓝牙芯片100进入第二用电状态102，第一电源域模块110切断第二电源域模块120和第三电源域模块130的供电，即，只有第一电源域模块110连接外部电源200，第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数。低功耗蓝牙芯片100通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况判断低功耗蓝牙芯片100应该进入的下一用电状态。

步骤S204、如果低功耗蓝牙芯片100的用电状态进入第三用电状态103，低功耗蓝牙芯片100的第一电源域模块110导通第二电源域模块120的供电，切断第三电源域模块130的供电，这时第二电源域模块120配置的蓝牙帧主计数器121负责蓝牙帧计数，并且当第二电源域模块120供电恢复时，蓝牙辅助帧计数器111的计数值会同步到蓝牙帧主计数器121，使蓝牙帧主计数器121能够从这个同步值开始计数，从而保证蓝牙帧主计数器121不会因为第二电源域模块120供电被切断丢失蓝牙帧计数值，进而维持蓝牙通信连接。如果当前蓝牙任务处理完毕，第二电源域模块120进入待机状态，低功耗蓝牙芯片100通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况判断低功耗蓝牙芯片100应该进入的下一用电状态。

步骤S205、如果低功耗蓝牙芯片100的用电状态进入第四用电状态104，低功耗蓝牙芯片100的第一电源域模块110切断第二电源域模块120的供电，导通第三电源域模块130的供电，同时第一电源域模块110中的蓝牙帧辅助计数器111负责蓝牙帧计数。如果当前中央处理器任务处理完毕，第三电源域模块130进入待机状态，低功耗蓝牙芯片100通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况判断低功耗蓝牙芯片100应该进入的下一用电状态。

步骤S206、当低功耗蓝牙芯片100断电后再上电，从步骤S201重新开始执行。

优选地，低功耗蓝牙芯片100通过侦测第二电源域模块120和第三电源域模块130所负责工作任务的存在情况判断低功耗蓝牙芯片100应该进入的下一用电状态的具体方法是：

如果既没有蓝牙处理器任务又没有中央处理器任务，即，第二电源域模块120和第三电源域模块130都处于待机状态，则低功耗蓝牙芯片100进入第二用电状态102；

如果只有蓝牙处理器任务，即，第二电源域模块120处于工作状态第三电源域模块130处于待机状态，则低功耗蓝牙芯片100进入第三用电状态103；

如果只有中央处理器任务，即，第二电源域模块120处于待机状态第三电源域模块130处于工作状态，则低功耗蓝牙芯片100进入第四用电状态104；

如果既有蓝牙处理器任务又有中央处理器任务，即，第二电源域模块120和第三电源域模块130都处于工作状态，则低功耗蓝牙芯片100保持在第一用电状态101；

优选地，本实施例把蓝牙处理器和中央处理器划分为独立的两个用电模块，在一个用电模块工作的时候能够更省电；优选地，当第一电源域模块110切断第二电源域模块120和第三电源域模块130的供电，即，只有第一电源域模块110连接外部电源200的时候，第一电源域模块110负责维持蓝牙帧辅助计数器111的计数，当第二电源域模块120恢复供电后，蓝牙帧辅助计数器111的计数值能够同步恢复到蓝牙帧主计数器121，从而能够维持蓝牙通信连接并省电。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种低功耗蓝牙芯片，其特征在于，所述低功耗蓝牙芯片至少包括连接外部电源(200)的第一电源域模块(110)、负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块(120)和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块(130)；

所述第一电源域模块(110)通过侦测所述低功耗蓝牙芯片工作任务的存在情况，确定下一时刻所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)供电的导通或切断，从而改变所述低功耗蓝牙芯片的用电状态。

2.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙芯片，其特征在于，所述第二电源域模块(120)配置有维持蓝牙通信连接的蓝牙帧主计数器(121)，并且所述蓝牙帧主计数器(121)与所述第一电源域模块(110)配置的蓝牙帧辅助计数器(111)通信连接；

在所述第二电源域模块(120)供电导通的情况下，所述蓝牙帧主计数器(121)使用较高频率的时钟计数，从而保持蓝牙通信连接准确的同步；

在所述第二电源域模块(120)供电被切断，所述第一电源域模块(110)导通的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器(111)使用较低频率的时钟计数，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

3.根据权利要求1或2所述的低功耗蓝牙芯片，其特征在于，在所述第一电源域模块(110)接通所述外部电源(200)的情况下，所述第一电源域模块(110)向所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)供电，所述低功耗蓝牙芯片进入第一用电状态(101)；

在第一用电状态(101)下，所述第一电源域模块(110)通过侦测所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)是否存在工作任务，以进行所述低功耗蓝牙芯片用电状态之切换；

其中，所述工作任务包括由所述第二电源域模块(120)负责处理的蓝牙通信任务和由所述第三电源域模块(130)负责处理的非蓝牙通信任务。

4.根据权利要求1～3任一项所述的低功耗蓝牙芯片，其特征在于，所述低功耗蓝牙芯片的用电状态还包括：

由所述第一电源域模块(110)切断所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)供电的第二用电状态(102)；

由所述第一电源域模块(110)导通所述第二电源域模块(120)供电并切断所述第三电源域模块(130)供电的第三用电状态(103)；

由所述第一电源域模块(110)切断所述第二电源域模块(120)供电并导通所述第三电源域模块(130)供电的第四用电状态(104)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的低功耗蓝牙芯片，其特征在于，在第二用电状态(102)下，所述第一电源域模块(110)实时侦测所述工作任务之存在情况，响应于侦测到的所述工作任务的存在情况，所述第一电源域模块(110)导通或切断所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)的供电，以确定所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

6.根据权利要求1～5任一项所述的低功耗蓝牙芯片，其特征在于，在第一用电状态(101)和/或第三用电状态(103)和/或第四用电状态(104)下，响应于所述第二电源域模块(120)或所述第三电源域模块(130)工作任务之完毕，所述第一电源域模块(110)侦测所述工作任务之存在情况，响应于侦测到的所述工作任务的存在情况，所述第一电源域模块(110)导通或切断所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)的供电，以确定所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

7.一种低功耗蓝牙控制方法，其特征在于，所述低功耗蓝牙控制方法至少包括：

将低功耗蓝牙配置为连接外部电源(200)的第一电源域模块(110)、负责处理蓝牙通信任务的第二电源域模块(120)和负责处理非蓝牙通信任务的第三电源域模块(130)；

所述第一电源域模块(110)通过侦测所述低功耗蓝牙芯片工作任务的存在情况，确定下一时刻所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)供电的导通或切断，以降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

8.根据权利要求7所述的低功耗蓝牙控制方法，其特征在于，所述第二电源域模块(120)配置有维持蓝牙通信连接的蓝牙帧主计数器(121)，并且所述蓝牙帧主计数器(121)与所述第一电源域模块(110)配置的蓝牙帧辅助计数器(111)通信连接；

在所述第二电源域模块(120)供电被切断的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器(111)负责蓝牙帧计数，并且在第二电源域模块恢复供电的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器(111)将计数值同步至所述蓝牙帧主计数器(121)，使得所述蓝牙帧主计数器(121)同步值开始计数，从而维持蓝牙通信连接；

在所述第一电源域模块(110)接通所述外部电源(200)的情况下，所述第一电源域模块(110)向所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)供电，并且所述第一电源域模块(110)侦测所述工作任务之存在情况；

响应于所述工作任务的存在情况之确定，所述第一电源域模块(110)导通或切断所述第二电源域模块(120)和/或所述第三电源域模块(130)的供电，使得所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态与所述工作任务的存在情况相适应，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

9.根据权利要求8所述的低功耗蓝牙控制方法，其特征在于，在所述第一电源域模块(110)只向所述第二电源域模块(120)或只向所述第三电源域模块(130)供电的情况下，响应于所述第二电源域模块(120)和/或所述第三电源域模块(130)工作任务之完毕，所述第一电源域模块(110)侦测所述工作任务之存在情况，响应于所述工作任务的存在情况，所述第一电源域模块(110)导通或切断所述第二电源域模块(120)和所述第三电源域模块(130)的供电，以确定所述低功耗蓝牙芯片的下一用电状态。

10.根据权利要求9所述的低功耗蓝牙控制方法，其特征在于，所述蓝牙帧主计数器(121)由所述第二电源域模块(120)供电；所述蓝牙帧辅助计数器(111)由所述第一电源域模块(110)供电；其中，

在所述第二电源域模块(120)供电导通的情况下，所述蓝牙帧主计数器(121)使用较高频率的时钟计数，从而保持蓝牙通信连接准确的同步；

在所述第二电源域模块(120)供电被切断，所述第一电源域模块(110)导通的情况下，所述蓝牙帧辅助计数器(111)使用较低频率的时钟计数，从而降低所述低功耗蓝牙芯片的功耗。

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