CN115981449A - 一种基于无时钟唤醒的低功耗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无时钟唤醒的低功耗系统，包括外部信号检测模块、门控时钟、低功耗定时器，外部信号检测模块位于所述低功耗系统的常电区，用于检测是否存在外部信号，若存在外部信号，则输出开启低功耗定时器工作时钟的使能信号；门控时钟，用于接收开启低功耗定时器工作时钟的使能信号，开启低功耗定时器工作时钟；低功耗定时器，用于开启低功耗定时器工作时钟后，计数器开始计数，当计数器溢出后，产生唤醒信号和中断信号；唤醒信号用于唤醒电源管理单元，电源管理单元控制时钟复位模块产生系统时钟信号，中断信号和系统时钟信号用于唤醒CPU，使得低功耗系统能够重新开始工作。该低功耗系统可以及时唤醒系统，并降低了系统功耗。

Description

一种基于无时钟唤醒的低功耗系统

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种基于无时钟唤醒的低功耗系统。

背景技术

功耗是衡量微控制器芯片(MCU，Microcontroller Unit)的一个非常重要的参数,实现同样功能的不同芯片，功耗密度较高将引起芯片温度升高，影响电路的可靠性，降低器件寿命，同时更高的功耗意味着更多的电池消耗，更高的使用成本。现有的芯片由于应用市场的需求对功耗的要求越来越严苛。降低功耗的主要方式是在CPU空闲时尽可能的将芯片断电或关闭其时钟，此时CPU处在断电或睡眠模式，同时芯片也需要有实时响应的功能。

现有技术中外部信号检测模块在低功耗定时器内部，低功耗定时器的工作时钟需要一直开启，这增加了系统功耗；当检测到外部信号时，计数器开始计数，进而产生唤醒信号，低功耗定时器需要唤醒信号来唤醒PMU(power management unit，电源管理单元)使其开启时钟复位模块(RCC，reset clock control)，同时唤醒CPU，CPU配置低功耗定时器使其重新开始工作，普通的设计可能会导致定时器再次开启时无法正常工作。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于无时钟唤醒的低功耗系统。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，包括外部信号检测模块、门控时钟、低功耗定时器、电源管理单元、时钟复位模块和CPU，当处于低功耗模式时，包括系统时钟和低功耗定时器工作时钟在内的时钟均处于关闭状态；

所述外部信号检测模块，位于所述低功耗系统的常电区，用于检测是否存在外部信号，若存在外部信号，则输出开启低功耗定时器工作时钟的使能信号；

所述门控时钟，用于接收开启低功耗定时器工作时钟的使能信号，开启低功耗定时器工作时钟；

所述低功耗定时器，用于开启低功耗定时器工作时钟后，计数器开始计数，当计数器溢出后，产生唤醒信号和中断信号；所述唤醒信号用于唤醒电源管理单元，电源管理单元控制时钟复位模块产生系统时钟信号，所述中断信号和系统时钟信号用于唤醒CPU，使得低功耗系统能够重新开始工作；

所述使得低功耗系统能够重新开始工作包括低功耗定时器将计数器使能信号和清除信号的状态反馈给所述低功耗系统，低功耗系统重新配置低功耗定时器，使其能够重新工作。

本发明基于低功耗定时器实现无时钟芯片唤醒，外部信号检测模块放在芯片的常电区，大幅度的降低了低功耗定时器的功耗，当检测到外部信号时，开启低功耗定时器的工作时钟，当低功耗定时器计数溢出后产生唤醒信号，可以唤醒PMU，从而开启系统时钟，同时低功耗定时器产生中断信号唤醒CPU，系统可以重新开始工作。

进一步地，所述低功耗定时器包括计数器使能单元和计数器清除单元，

所述计数器使能单元，用于计数器溢出后产生计数器使能信号，所述计数器使能信号用于将计数器使能关闭，当系统时钟开启后，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统；

所述计数器清除单元，用于清零计数器，在计数器被清除后将系统时钟域的清除信号释放，当系统时钟开启后，将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统，由所述低功耗系统关闭清除信号。

进一步地，所述计数器使能单元和计数器清除单元均包括系统时钟域和工作时钟域，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统和将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统均需要进行跨时钟域处理。

进一步地，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统通过反馈电路进行跨时钟域处理；将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统通过握手电路进行跨时钟域处理。

进一步地，计数器使能单元的系统时钟域包括第一触发器D1、第一选择器MUX1、第一取反器、第一异或电路NOR1、第二同步电路Sync2和第一控制电路Ctrl1，其中第一触发器D1和第二同步电路Sync2使用系统时钟作为控制信号；计数器使能单元的工作时钟域包括第二触发器D2、第二选择器MUX2、第二异或电路NOR2、第一同步电路Sync1和第二控制电路Ctrl2，其中第二触发器D2和第一同步电路Sync1使用低功耗定时器工作时钟作为控制信号；

第二触发器D2的值经过第二同步电路Sync2后到达系统时钟域，第一控制电路Ctrl1控制第一选择器MUX1选择合适的值；第一选择器MUX1的值输入至第一触发器D1，第一触发器D1的值经过第一同步电路Sync1到达工作时钟域，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择合适的值，第二选择器MUX2的值输入至第二触发器D2；第一触发器D1的值经过第一同步电路Sync1后以及第二触发器D2的值输入至第二异或电路NOR2，获得计数器使能信号EN；第二触发器D2的值经过第二同步信号Sync2后以及第一触发器D1的值输入至第一异或电路NOR1，获得使能信号反馈值rdata。

对于低功耗定时器的使能信号，本发明采用反馈电路而不是握手来实现，避免了复杂的握手机制，降低了电路功耗。当定时器工作在低功耗模式时，没有系统时钟，此电路能够锁存定时器的状态，等系统时钟来了之后能反馈给CPU，并可以重新开始正常工作。在低功耗定时器中创造性的引入反馈电路，简化了电路结构，提高了电路可靠性和实用性。

进一步地，所述第一控制电路Ctrl1控制第一选择器MUX1选择合适的值包括：第一控制电路Ctrl1由系统时钟域的计数器使能寄存器控制，当计数器使能寄存器为高电平，计数器使能为高电平，此时第一选择器MUX1选择取反的值；当计数器使能寄存器为低电平，计数器使能为低电平，此时第一选择器MUX1选择不取反的值；

所述第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择合适的值包括：当一直没检测到外部信号时计数器溢出，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择第一同步电路Sync1的值，否则选择第二触发器D2的值。

进一步地，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统包括：当系统时钟未开启时，第二触发器D2一直保持之前第一触发器D1传过来的值，当唤醒信号唤醒PMU，PMU控制时钟复位模块产生系统时钟信号后，第二触发器D2的值经过第二同步信号Sync2后输入至第一异或电路NOR1，第一异或电路NOR1的另一输入为第一触发器D1的值，两输入相同，异或的值，即使能信号反馈值rdata为低电平，则低功耗系统读到计数器已经关闭，从而完成低功耗定时器将使能信号反馈给低功耗系统的过程。

进一步地，计数器清除单元的系统时钟域包括第三触发器D3、第三选择器MUX3、第三控制电路Ctrl3和第四同步电路Sync4，其中第三触发器D3和第四同步电路Sync4使用系统时钟作为控制信号；计数器清除单元的工作时钟域包括第四触发器D4、第四选择器MUX4、第四控制电路Ctrl4、第三同步电路Sync3、第五同步电路Sync5和边沿检测模块edge_det2，其中第四触发器D4、第三同步电路Sync3和第五同步电路Sync5使用低功耗定时器工作时钟作为控制信号；

在系统时钟域，计数器清除寄存器写1产生脉冲信号用于清除计数器，第三控制电路Ctrl3将此脉冲信号变为电平信号，第三控制电路Ctrl3控制第三选择器MUX3进行选择后，经过第三触发器D3至第三同步电路Sync3后输入至第四选择器MUX4；第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择合适的值；第四选择器MUX4的值输入至第四选择器MUX4；第四选择器MUX4的值输入至边沿检测模块edge_det2，边沿检测模块edge_det2输出清除信号clr；第四触发器D4的值经过第四同步电路Sync4到达系统时钟域，输入至第三选择器Ctrl3；第三选择器Ctrl3的值经过第五同步电路Sync5同步至第四控制电路Ctrl4。

进一步地，第三控制电路Ctrl3控制第三选择器MUX3进行选择包括：当CPU控制计数器清除寄存器清除计数器时，第三控制电路Crtl3控制第三选择器MUX3选择高电平信号，否则当第四同步电路Snyc4为高电平时，第三控制电路Crtl3控制第三选择器MUX3选择低电平信号，否则当第四同步电路Snyc4为低电平时，第三选择器MUX3选择第三触发器D3的值；

第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择合适的值包括：当第五同步电路Sync5为高电平时，第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择低电平，否则选择第三同步电路Sync3的值。

进一步地，将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统包括：第四触发器D4的值经过第四同步电路Sync4到达系统时钟域，经过第三控制电路Crtl3后，当第四同步电路Snyc4为高电平时，第三选择器MUX3选择低电平信号，第三控制电路Crtl3的值经过第五同步电路Sync5后到达第四控制电路Ctrl4，当第五同步电路Sync5为高电平，第四选择器MUX4输出低电平信号，清除信号被释放，这样当下一次清除信号到来时，边沿检测模块edge_det2仍能够检测到上升沿；

当系统时钟域产生清除信号后，系统时钟关闭，第四触发器D4维持高电平的状态，当系统被唤醒，产生系统时钟后，第四触发器D4的输出信号同步到系统时钟域，将第三触发器D3的值变为低电平，关闭清除信号。

对于清除信号本发明采用握手来实现。系统时钟域的清除信号是脉冲信号，先在系统时钟域变为电平信号，同步到工作时钟域之后进行边沿检测生成工作时钟域的脉冲信号，这是工作时钟域的清除信号，同时这个清除信号会反馈到系统时钟域用于释放清除信号的状态。

有益效果：

本发明降低了系统的整体功耗，在常开区设置外部信号检测模块，检测到外部信号上升沿时，开启定时器的工作时钟，这样可以减少在外部信号未到来这段时间定时器的动态功耗。通过反馈电路来实现计数器使能信号的控制，简化了电路，降低了电路功耗。本发明可以及时唤醒系统，检测到外部信号后，低功耗定时器的计数器开始计数，当计数溢出后产生唤醒信号和中断信号，唤醒信号传递给PMU，中断信号传递给CPU，系统时钟打开后，低功耗定时器可以重新开始正常工作，解决了现有技术中定时器再次开启时无法正常工作的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本申请实施例提供的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统的计数器使能单元的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统的计数器清除单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

随着无线通信、物联网等技术在智能电网中的应用，大量手持设备、无线设备使用电池供电，芯片对低功耗的要求开始凸显出来，全国居民在用的电表超过5亿只，每只电表至少内置一颗主控芯片，假设主控芯片静态功耗为100uA，则每年全国电表主控芯片的静态功耗高达78万kw·h；假设主控芯片平均动态功耗为3mA，则每年全国电表主控芯片的动态功耗高达2400万kW.h。每种电网设备的芯片有几种到几十种，总的耗电量非常大，因此智能电网芯片研发始终将降低功耗放在重要位置。低功耗芯片(低功耗系统)大多都需要低功耗定时器，因此本申请具有广阔的应用场景。

为降低系统功耗，在低功耗模式下，系统时钟和低功耗定时器的工作时钟可以关闭，同时系统可以被唤醒重新开始工作，因此还需要唤醒机制。本申请提供的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，实现了一种基于低功耗定时器的无时钟芯片唤醒机制，如图1所示，所述低功耗系统包括外部信号检测模块edge_det1、门控时钟GCLK、低功耗定时器lptimer、电源管理单元PMU、时钟复位模块RCC和CPU，当处于低功耗模式时，包括系统时钟pclk和低功耗定时器工作时钟32k在内的时钟均处于关闭状态；

所述外部信号检测模块edge_det1，位于所述低功耗系统的常电区，用于检测是否存在外部信号，若存在外部信号，则输出开启低功耗定时器工作时钟的使能信号en；

所述门控时钟GCLK，用于接收开启低功耗定时器工作时钟的使能信号，开启低功耗定时器工作时钟32k，本实施例中低功耗定时器工作时钟的频率为32kHz；

所述低功耗定时器，用于开启低功耗定时器工作时钟32k后，计数器开始计数，当计数器溢出后，产生唤醒信号和中断信号；所述唤醒信号用于唤醒电源管理单元，电源管理单元控制时钟复位模块产生系统时钟信号pclk，所述中断信号和系统时钟信号pclk用于唤醒CPU，使得低功耗系统能够重新开始工作；

所述使得低功耗系统能够重新开始工作包括低功耗定时器将计数器使能信号EN和清除信号clr的状态反馈给所述低功耗系统，低功耗系统重新配置低功耗定时器，使其能够重新工作。

当系统把低功耗定时器的寄存器配置完成后，可以关闭系统时钟pclk和低功耗定时器的工作时钟32k。常电区的时钟pclk1一直开启，当常电区外部信号检测模块edge_det1检测到外部信号ext_i时，开启低功耗定时器的工作时钟32k，计数器可在外部信号触发下开始计数，每当检测到外部信号，计数器清零并重新开始计数，计数器可以灵活配置目标值，当计数器达到目标值时停止计数并产生唤醒和中断信号，会唤醒PMU，RCC模块产生时钟信号，CPU响应中断信号后，系统可以重新开始工作，可以配置低功耗定时器使其重新开始工作。

本实施例中，所述低功耗定时器包括计数器使能单元和计数器清除单元，

所述计数器使能单元，用于计数器溢出后产生计数器使能信号，所述计数器使能信号用于将计数器使能关闭，当系统时钟pclk开启后，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统；

所述计数器清除单元，用于清零计数器，在计数器被清除后将系统时钟域的清除信号释放，当系统时钟pclk开启后，将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统，由所述低功耗系统关闭清除信号。

所述计数器使能单元和计数器清除单元均包括系统时钟域和工作时钟域，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统和将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统均需要进行跨时钟域处理。

低功耗定时器的核心单元为计数器，计数器有两个重要的控制信号：计数器使能信号EN和计数器清除信号clr。在系统时钟域，计数器使能寄存器可以写1控制计数器使能打开，写0控制计数器使能关闭。在工作时钟域，计数器溢出后可以将计数器使能关闭。在系统时钟域，计数器清除寄存器可以写1控制清除信号将计数器清零，在工作时钟域，计数器清零后需要将系统时钟域的清除信号释放。低功耗定时器在没有系统时钟pclk时，需要保留工作需要的使能信号和清除信号的状态，等系统时钟pclk产生之后，低功耗定时器将使能信号和清除信号的状态反馈给系统，低功耗定时器可以重新开始工作。信号在不同的时钟域传递需要跨时钟处理，传统的处理方式一般为握手和FIFO。本实施例需要特别处理计数器的使能信号和清除信号。

本实施例中，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统通过反馈电路进行跨时钟域处理；将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统通过握手电路进行跨时钟域处理。

对于使能信号，通过反馈电路来解决跨时钟的问题，电路结构图如图2所示。此电路包含两个时钟域，一个为系统时钟pclk，一个为工作时钟32k。系统时钟域包含第一触发器D1，第一选择器MUX1，第一取反器，第一异或电路NOR1、第二同步电路Sync2和第一控制电路Ctrl1，其中第一触发器D1和第二同步电路Sync2使用系统时钟pclk作为控制信号。工作时钟域同样包含第二触发器D2，第二选择器MUX2，第二异或电路NOR2、第一同步电路Sync1和第二控制电路Ctrl2，其中第二触发器D2和第一同步电路Sync1使用低功耗定时器工作时钟32k作为控制信号。第一同步电路Sync1和第二同步Sync2电路均由两个触发器级联构成。

工作时钟域第二触发器D2的值经过第二同步电路Sync2后到达系统时钟域，第一控制电路Ctrl1控制第一选择器MUX1选择合适的值，第一控制电路Ctrl1由系统时钟域的计数器使能寄存器控制，当计数器使能寄存器为高电平，计数器使能为高电平，此时第一选择器MUX1选择取反的值，当计数器使能寄存器为低电平，计数器使能为低电平，此时第一选择器MUX1选择不取反的值。第一选择器MUX1的值输入至第一触发器D1，第一触发器D1的值经过第一同步电路Sync1到达32k工作时钟域，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择合适的值。当一直没检测到外部信号时计数器溢出，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择第一同步电路Sync1的值，否则选择第二触发器D2的值，第二选择器MUX2的值输入至第二触发器D2。第一触发器D1的值经过第一同步电路Sync1后以及第二触发器D2的值输入至第二异或电路NOR2，获得计数器使能信号EN；第二触发器D2的值经过第二同步信号Sync2后以及第一触发器D1的值输入至第一异或电路NOR1，获得使能信号反馈值rdata。

当计数器使能寄存器写1打开计数器使能时，第一控制电路Ctrl1控制第一选择器MUX1选择取反的值。第二触发器D2的值经过第二同步电路Sync2取反后到达第一触发器D1，经过第一同步电路Sync1后和第二触发器D2的值进行异或，则异或的值EN为高电平，计数器使能开。当计数器使能寄存器写0关闭计数器使能时，第二触发器D2的值经过第二同步电路Sync2到达第一触发器D1，经过第一同步电路Sync1后和第二触发器D2的值进行异或，则异或的值EN为低电平，计数器使能关。计数器溢出，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择第一同步电路Sync1的值到达第二触发器D2，则第二异或电路NOR2两端的值相等，则计数器使能EN为低电平，计数器关。

当系统时钟pclk没有时，第二触发器D2可以一直保持之前第一触发器D1传过来的值。当唤醒信号唤醒PMU，PMU控制时钟复位模块产生系统时钟信号pclk后，第二触发器D2的值经过第二同步信号Sync2后输入至第一异或电路NOR1，第一异或电路NOR1的另一输入为第一触发器D1的值，两输入相同，异或的值rdata为低电平，则低功耗系统可以读到计数器已经关闭，从而完成低功耗定时器将使能信号反馈给低功耗系统的过程。这种反馈信号的方法避免了握手机制所需要的复杂同步电路。

对于清除信号clr，本实施例采用握手电路实现，电路结构图如图3所示。计数器清除单元包含两个时钟域，一个为系统时钟域，一个为计数器工作时钟域。计数器清除单元的系统时钟域包括第三触发器D3、第三选择器MUX3、第三控制电路Ctrl3和第四同步电路Sync4，其中第三触发器D3和第四同步电路Sync4使用系统时钟pclk作为控制信号；计数器清除单元的工作时钟域包括第四触发器D4、第四选择器MUX4、第四控制电路Ctrl4、第三同步电路Sync3、第五同步电路Sync5和边缘检测模块，其中第四触发器D4、第三同步电路Sync3和第五同步电路Sync5使用低功耗定时器工作时钟32k作为控制信号；

在系统时钟域，计数器清除寄存器写1产生脉冲信号用于清除计数器，第三控制电路Ctrl3将此脉冲信号变为电平信号，第三控制电路Ctrl3控制第三选择器MUX3进行选择后，经过第三触发器D3至第三同步电路Sync3后输入至第四选择器MUX4；第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择合适的值；第四选择器MUX4的值输入至第四选择器MUX4；第四选择器MUX4的值输入至边沿检测模块edge_det2，边沿检测模块edge_det2输出清除信号clr；第四触发器D4的值经过第四同步电路Sync4到达系统时钟域，输入至第三选择器Ctrl3；第三选择器Ctrl3的值经过第五同步电路Sync5同步至第四控制电路Ctrl4。

第三控制电路Ctrl3控制第三选择器MUX3进行选择包括：当CPU控制计数器清除寄存器清除计数器时，第三控制电路Crtl3控制第三选择器MUX3选择高电平信号，否则当第四同步电路Snyc4为高电平时，第三控制电路Crtl3控制第三选择器MUX3选择低电平信号，否则当第四同步电路Snyc4为低电平时，第三选择器MUX3选择第三触发器D3的值；

第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择合适的值包括：当第五同步电路Sync5为高电平时，第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择低电平，否则选择第三同步电路Sync3的值。

第四触发器D4的值经过第四同步电路Sync4到达系统时钟域，经过第三控制电路Crtl3后，当第四同步电路Snyc4为高电平时，第三选择器MUX3选择低电平信号，第三控制电路Crtl3的值经过第五同步电路Sync5后到达第四控制电路Ctrl4，当第五同步电路Sync5为高电平，第四选择器MUX4输出低电平信号，清除信号被释放，这样当下一次清除信号到来时，边沿检测模块edge_det2仍能够检测到上升沿；

当系统时钟域产生清除信号后，系统时钟pclk关闭，32k时钟域的第四触发器D4可以维持高电平的状态，当系统被唤醒，系统时钟pclk来了之后，第四触发器D4的输出信号可以同步到系统时钟域，将第三触发器D3的值变为低电平，关闭清除信号。

本发明提供了一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的具体实施方式，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，包括外部信号检测模块、门控时钟、低功耗定时器、电源管理单元、时钟复位模块和CPU，当处于低功耗模式时，包括系统时钟和低功耗定时器工作时钟在内的时钟均处于关闭状态；

所述外部信号检测模块，位于所述低功耗系统的常电区，用于检测是否存在外部信号，若存在外部信号，则输出开启低功耗定时器工作时钟的使能信号；

所述门控时钟，用于接收开启低功耗定时器工作时钟的使能信号，开启低功耗定时器工作时钟；

所述低功耗定时器，用于开启低功耗定时器工作时钟后，计数器开始计数，当计数器溢出后，产生唤醒信号和中断信号；所述唤醒信号用于唤醒电源管理单元，电源管理单元控制时钟复位模块产生系统时钟信号，所述中断信号和系统时钟信号用于唤醒CPU，使得低功耗系统能够重新开始工作；

所述使得低功耗系统能够重新开始工作包括低功耗定时器将计数器使能信号和清除信号的状态反馈给所述低功耗系统，低功耗系统重新配置低功耗定时器，使其能够重新工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，所述低功耗定时器包括计数器使能单元和计数器清除单元，

所述计数器使能单元，用于计数器溢出后产生计数器使能信号，所述计数器使能信号用于将计数器使能关闭，当系统时钟开启后，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统；

所述计数器清除单元，用于清零计数器，在计数器被清除后将系统时钟域的清除信号释放，当系统时钟开启后，将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统，由所述低功耗系统关闭清除信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，所述计数器使能单元和计数器清除单元均包括系统时钟域和工作时钟域，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统和将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统均需要进行跨时钟域处理。

4.根据权利要求3所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统通过反馈电路进行跨时钟域处理；将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统通过握手电路进行跨时钟域处理。

5.根据权利要求4所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，计数器使能单元的系统时钟域包括第一触发器D1、第一选择器MUX1、第一取反器、第一异或电路NOR1、第二同步电路Sync2和第一控制电路Ctrl1，其中第一触发器D1和第二同步电路Sync2使用系统时钟作为控制信号；计数器使能单元的工作时钟域包括第二触发器D2、第二选择器MUX2、第二异或电路NOR2、第一同步电路Sync1和第二控制电路Ctrl2，其中第二触发器D2和第一同步电路Sync1使用低功耗定时器工作时钟作为控制信号；

第二触发器D2的值经过第二同步电路Sync2后到达系统时钟域，第一控制电路Ctrl1控制第一选择器MUX1选择合适的值；第一选择器MUX1的值输入至第一触发器D1，第一触发器D1的值经过第一同步电路Sync1到达工作时钟域，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择合适的值，第二选择器MUX2的值输入至第二触发器D2；第一触发器D1的值经过第一同步电路Sync1后以及第二触发器D2的值输入至第二异或电路NOR2，获得计数器使能信号EN；第二触发器D2的值经过第二同步信号Sync2后以及第一触发器D1的值输入至第一异或电路NOR1，获得使能信号反馈值rdata。

6.根据权利要求5所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，所述第一控制电路Ctrl1控制第一选择器MUX1选择合适的值包括：第一控制电路Ctrl1由系统时钟域的计数器使能寄存器控制，当计数器使能寄存器为高电平，计数器使能为高电平，此时第一选择器MUX1选择取反的值；当计数器使能寄存器为低电平，计数器使能为低电平，此时第一选择器MUX1选择不取反的值；

所述第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择合适的值包括：当一直没检测到外部信号时计数器溢出，第二控制电路Ctrl2控制第二选择器MUX2选择第一同步电路Sync1的值，否则选择第二触发器D2的值。

7.根据权利要求6所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，将所述计数器使能信号反馈给所述低功耗系统包括：当系统时钟未开启时，第二触发器D2一直保持之前第一触发器D1传过来的值，当唤醒信号唤醒PMU，PMU控制时钟复位模块产生系统时钟信号后，第二触发器D2的值经过第二同步信号Sync2后输入至第一异或电路NOR1，第一异或电路NOR1的另一输入为第一触发器D1的值，两输入相同，异或的值，即使能信号反馈值rdata为低电平，则低功耗系统读到计数器已经关闭，从而完成低功耗定时器将使能信号反馈给低功耗系统的过程。

8.根据权利要求7所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，计数器清除单元的系统时钟域包括第三触发器D3、第三选择器MUX3、第三控制电路Ctrl3和第四同步电路Sync4，其中第三触发器D3和第四同步电路Sync4使用系统时钟作为控制信号；计数器清除单元的工作时钟域包括第四触发器D4、第四选择器MUX4、第四控制电路Ctrl4、第三同步电路Sync3、第五同步电路Sync5和边沿检测模块edge_det2，其中第四触发器D4、第三同步电路Sync3和第五同步电路Sync5使用低功耗定时器工作时钟作为控制信号；

在系统时钟域，计数器清除寄存器写1产生脉冲信号用于清除计数器，第三控制电路Ctrl3将此脉冲信号变为电平信号，第三控制电路Ctrl3控制第三选择器MUX3进行选择后，经过第三触发器D3至第三同步电路Sync3后输入至第四选择器MUX4；第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择合适的值；第四选择器MUX4的值输入至第四选择器MUX4；第四选择器MUX4的值输入至边沿检测模块edge_det2，边沿检测模块edge_det2输出清除信号clr；第四触发器D4的值经过第四同步电路Sync4到达系统时钟域，输入至第三选择器Ctrl3；第三选择器Ctrl3的值经过第五同步电路Sync5同步至第四控制电路Ctrl4。

9.根据权利要求8所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，第三控制电路Ctrl3控制第三选择器MUX3进行选择包括：当CPU控制计数器清除寄存器清除计数器时，第三控制电路Crtl3控制第三选择器MUX3选择高电平信号，否则当第四同步电路Snyc4为高电平时，第三控制电路Crtl3控制第三选择器MUX3选择低电平信号，否则当第四同步电路Snyc4为低电平时，第三选择器MUX3选择第三触发器D3的值；

第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择合适的值包括：当第五同步电路Sync5为高电平时，第四控制电路Ctrl4控制第四选择器MUX4选择低电平，否则选择第三同步电路Sync3的值。

10.根据权利要求9所述的一种基于无时钟唤醒的低功耗系统，其特征在于，将所述清除信号的状态反馈给所述低功耗系统包括：第四触发器D4的值经过第四同步电路Sync4到达系统时钟域，经过第三控制电路Crtl3后，当第四同步电路Snyc4为高电平时，第三选择器MUX3选择低电平信号，第三控制电路Crtl3的值经过第五同步电路Sync5后到达第四控制电路Ctrl4，当第五同步电路Sync5为高电平，第四选择器MUX4输出低电平信号，清除信号被释放，这样当下一次清除信号到来时，边沿检测模块edge_det2仍能够检测到上升沿；

当系统时钟域产生清除信号后，系统时钟关闭，第四触发器D4维持高电平的状态，当系统被唤醒，产生系统时钟后，第四触发器D4的输出信号同步到系统时钟域，将第三触发器D3的值变为低电平，关闭清除信号。

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