CN117148953A - 微控制器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微控制器及电子设备，涉及微控制器技术领域。微控制器中的低功耗控制模块可通过向时钟管理模块发送进入/退出低功耗模式的请求信号，以进入/退出低功耗准备状态，使得时钟管理模块可在进入低功耗准备状态下先降低各工作时钟频率再控制各时钟门控非同步关闭、在退出低功耗准备状态下分批逐步在低时钟频率下打开各工作时钟后再恢复至正常频率。通过上述方式可减缓微控制器进出低功耗模式时的动态功耗，避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

Description

微控制器及电子设备

技术领域

本申请涉及微控制器技术领域，具体而言，涉及一种微控制器及电子设备。

背景技术

为了满足很多应用场景下对系统低功耗的需求，MCU(Microcontroller Unit，微控制器)芯片大都支持从工作模式进入低功耗模式，并支持一定条件下退出低功耗模式并返回到工作模式。当MCU进出低功耗模式时，因为部分或全部时钟的突然关闭或打开，系统动态功耗的突然下降或上升，都可能导致系统供电电流的突然变化，供电不稳定，进而可能影响系统的稳定性和可靠性。

现有技术中，主要采用以下两种方式来解决上述问题：

方式一：通过在MCU片上供电电路部分进行相应的改进，以抵抗上述电流突变带来的影响；

方式二：通过在芯片物理实现阶段将到达MCU各个模块的电源开关级联来实现进出低功耗模式过程中逐级关闭或打开各模块电源，从而降低进入低功耗模式的电流突变。

但是，上述方式一会增加供电电路设计的复杂性和成本，且在外设很多且时钟主频高的MCU中进出低功耗模式时仍然无法解决问题；上述方式二只适用于进出低功耗模式需要关闭/打开部分或全部模块工作电源的MCU，且对MCU物理实现有特殊要求，对进出低功耗模式电源开关情况不变，只关闭/打开部分或全部模块时钟的场景不适用。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种微控制器及电子设备，以便于降低微控制器进出低功耗模式时的电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种微控制器，所述微控制器包括：

低功耗控制模块、时钟管理模块及多个时钟门控；所述低功耗控制模块与所述时钟管理模块电连接，所述时钟管理模块与所述多个时钟门控电连接；

所述低功耗控制模块，用于向所述时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号；

所述时钟门控，用于控制是否输出时钟信号；

所述时钟管理模块，用于根据所述进入低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步关闭，并在各时钟门控全部关闭后，向所述低功耗控制模块发送第一反馈信号，以根据所述第一反馈信号控制所述微控制器进入低功耗模式。

可选地，还包括处理器；

所述处理器，与所述低功耗控制模块电连接，用于向所述低功耗控制模块发送所述进入低功耗模式的请求信号。

可选地，所述时钟管理模块用于根据所述进入低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步关闭，包括：

所述时钟管理模块降低所述多个时钟门控输出的时钟信号频率后，控制各时钟门控非同步关闭。

可选地，所述时钟管理模块同步或非同步地降低所述多个时钟门控输出的时钟信号频率。

可选地，所述时钟管理模块按照预设的时间间隔依次控制所述多个时钟门控关闭；

或者，根据当前运行模式下各工作模块的优先级依次控制所述多个时钟门控关闭；

或者，按照各时钟信号的分类，依次分别控制各类型时钟信号对应的时钟门控关闭。

可选地，所述低功耗控制模块还用于将退出低功耗模式的请求信号发送至所述时钟管理模块；

所述时钟管理模块根据所述退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步打开，并在各时钟门控全部打开后，向所述低功耗控制模块发送第二反馈信号，以根据所述第二反馈信号控制所述微控制器退出低功耗模式。

可选地，所述时钟管理模块还用于根据所述退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步打开，包括：

所述时钟管理模块控制所述多个时钟门控非同步地输出低于预设频率的时钟信号后，再控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

可选地，所述时钟管理模块同步或非同步地控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

可选地，所述时钟管理模块控制所述多个时钟门控输出低于预设频率的时钟信号达预设时长后，控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述第一方面所述的微控制器。

本申请的有益效果是：

本申请提供一种微控制器及电子设备，微控制器中的低功耗控制模块可通过向时钟管理模块发送进入、退出低功耗模式的请求信号，以进入、退出低功耗准备状态，使得时钟管理模块可在进入低功耗准备状态下先降低各工作时钟频率再控制各时钟门控非同步关闭、在退出低功耗准备状态下分批逐步在低时钟频率下打开各工作时钟再恢复至正常频率。通过上述方式，可减缓动态功耗的突然降低，从而避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种微控制器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种进出低功耗控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种进出低功耗控制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种进出低功耗控制方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种进出低功耗控制方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种进出低功耗控制方法的完整流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。

为了满足很多应用场景下对系统低功耗的需求，MCU(Microcontroller Unit，微控制器)芯片大都支持从工作模式进入低功耗模式，并支持一定条件下(软件或者硬件唤醒)退出低功耗模式并返回到工作模式。一般情况下，工作模式时，系统时钟和需要使用的外设时钟都打开；睡眠模式时，会部分或全部关闭系统时钟和外设时钟。

当从工作模式进入低功耗模式时，因为部分或全部时钟突然关闭，系统整体的动态功耗会突然下降；反之，从低功耗模式退出并进入工作模式时，因为部分或全部时钟的打开，系统的动态功耗会突然上升。系统动态功耗的突然上升或下降，都可能导致系统供电电流的突然变化(如：电流过冲)。这可能导致系统供电的瞬间不稳定，进而可能影响系统的稳定性和可靠性。

为了解决上述问题，现有技术主要有以下几种：

现有技术1：在MCU片上供电电路部分做改进和保护从而能抵抗上述电流突变带来的影响并保持系统供电的稳定性。

现有技术2：通过在芯片物理实现阶段将到达MCU各个模块的电源开关级联来实现进出低功耗模式过程中逐级关闭或打开各模块电源，从而降低进入低功耗模式的电流突变。

上述现有技术1的方法会增加供电电路设计的复杂性和成本，且只是被动的去容忍和缓解电流突变带来的影响。在外设很多且时钟主频高的MCU中进出低功耗模式时电流突变幅度会很大，这种情况下该方法可能无法满足需求或者带来的电路复杂度和成本增加不可接受。

上述现有技术2的方法只适用于进出低功耗模式需要关闭/打开部分或全部模块工作电源的MCU，且对MCU物理实现有特殊要求。对进出低功耗模式电源开关情况不变，只关闭/打开部分或全部模块时钟的场景不适用。

基于此，本方案所提出的微控制器，在进低功耗模式时，先降低各时钟门控输出的时钟信号的频率，使得各时钟门控能够在时钟信号频率较低的状态下进行非同步关闭，即各工作时钟的关闭不是同时的。通过分批次逐步控制各时钟门控依次关闭的方式，减缓动态功耗，从而避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

图1为本申请实施例提供的一种微控制器的结构示意图，如图1所示，微控制器可至少包括：处理器、低功耗控制模块、时钟管理模块及至少一个时钟门控(优选两个或以上)；处理器可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，微控制器可以为上述的MCU，低功耗控制模块分别与处理器及时钟管理模块电连接。

时钟管理模块可通过控制时钟门控的打开或关闭以控制是否输出时钟信号，在一些实施例中，时钟信号可以由时钟管理模块产生，还可以由其他模块，例如DLL、PLL等产生，而不同的时钟信号可通过不同的时钟门控输出。例如图1中所示出的，时钟门控1可用于输出时钟信号1，时钟门控2可用于输出时钟信号2。

输出的时钟信号作为控制微控制器中对应的工作模块的工作时钟，当对应的时钟信号关闭后，其对应的工作模块将进入低功耗模式。

低功耗控制模块可接收处理器发送的进入低功耗模式的请求信号或者接收来自微控制器系统内外部的唤醒信号，低功耗控制模块与外设进行低功耗模式握手，以便确定各外设可以进入低功耗模式，握手成功后，低功耗控制状态机进入进低功耗准备状态并立刻给时钟管理模块发送进低功耗模式请求信号，并按照特定流程控制微控制器完成工作模式与低功耗模式之间的切换。

其中，图1中所示出的时钟信号可以为微控制器中的任意类型时钟信号，例如：可以为外设时钟信号、系统总线时钟信号、主模块时钟信号等。

如下将结合图1所示出的微控制器的结构示意图，对微控制器中各模块的作用及信息交互进行详细说明。

如图1所示，低功耗控制模块与时钟管理模块电连接，时钟管理模块与多个时钟门控电连接；低功耗控制模块，用于向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号。

可选地，低功耗控制模块在接收到处理器发送的进入低功耗模式的请求信号且与外设握手成功后，首先向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号，从而通知时钟管理模块进行时钟门控的状态控制，以使得各时钟门控达到低功耗模式下的状态要求。

时钟门控，用于控制是否输出时钟信号。其中，时钟门控可接收时钟信号以及时钟管理模块发送的控制指令或使能信号EN，并根据控制指令或使能信号EN确定是否输出时钟信号。其中，时钟信号可以是由时钟管理模块生成，也可以是由独立的时钟模块生成，图1中未对独立的时钟模块进行示意。

例如：当控制指令为打开时钟门控时(例如EN＝1)，则时钟门控打开，时钟门控可将接收到的时钟信号进行输出。而假设输出的时钟信号为外设时钟信号，则微控制器中对应的外设模块可进行正常工作。当控制指令为关闭时钟门控时(例如EN＝0)，则时钟门控关闭，不输出时钟信号，对应的外设模块将进入低功耗模式。

时钟管理模块，用于根据进入低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步关闭，并在各时钟门控全部关闭后，向低功耗控制模块发送第一反馈信号，以根据第一反馈信号控制微控制器进入低功耗模式。

本申请中，低功耗控制模块发送进低功耗状态请求信号给时钟管理模块并等待接收来自时钟管理模块的时钟关闭完成信号，收到时钟关闭完成信号后才控制系统进入低功耗状态。

在一种可实现的方式中，时钟管理模块在接收到进入低功耗模式的请求信号后，会控制与其通信连接的各时钟门控非同步关闭。本申请的非同步关闭/打开/输出，指代时钟门控不是同时关闭/打开/输出的，也即指分批次关闭/打开/输出，可以是各时钟门控全部不同时关闭/打开/输出，即非同步关闭/打开/输出，也可以是部分时钟门控不同时关闭/打开/输出，即分批逐步关闭/打开/输出(此时可能有同一批的同时关闭/打开/输出，但必然存在其他时刻关闭/打开/输出的时钟)。例如，门控1-2在时刻A关闭，门控3-4在时刻B关闭。总之，本申请的非同步关闭，指代并非所有门控在同一时刻关闭/打开/输出，而是分批分时逐步关闭/打开/输出。而本申请的同步，指代同时。

综上，本实施例提供的微控制器，低功耗控制模块可通过向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号，以进入低功耗准备状态，使得时钟管理模块可在进入低功耗准备状态下控制各时钟门控非同步关闭。通过分批次逐步控制各时钟门控依次关闭的方式，达到了减缓动态功耗的突然降低，从而避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

可选地，微控制器还包括处理器；处理器，与低功耗控制模块电连接，用于向低功耗控制模块发送进入低功耗模式的请求信号。

其中，在微控制器需要进入低功耗模式时，可通过处理器向低功耗控制模块发送进入低功耗模式的请求信号，以指示低功耗控制模块通过时钟管理模块控制各时钟门控的工作状态，从而控制各工作时钟达到低功耗模式下的需求。

在一些实施例中，时钟管理模块在接收到低功耗控制模块发送的进入低功耗模式的请求信号后，可先降低各时钟门控输出的时钟信号的频率，在各时钟门控输出的时钟信号的频率均降低至符合要求后，再控制各时钟门控非同步关闭。

其中，通过先降低各时钟门控输出的时钟信号的频率，可使得各时钟门控能够在时钟信号频率较低的状态下进行关闭，进一步提高稳定性和可靠性。

可选地，时钟管理模块同步或非同步地降低多个时钟门控输出的时钟信号频率。

在一些实施例中，时钟管理模块可非同步地降低多个时钟门控输出的时钟信号频率，关于非同步的解释同上述非同步关闭的解释，在此不进行赘述。当然也可以同时降低多个时钟门控输出的时钟信号频率，这里并不做具体限制。

可选地，时钟管理模块按照预设的时间间隔依次控制多个时钟门控关闭；或者，根据当前运行模式下各工作模块的优先级依次控制多个时钟门控关闭；或者，按照各时钟信号的分类，依次分别控制各类型时钟信号对应的时钟门控关闭。

本实施例中示例性的提供了几种可行的时钟门控非同步关闭控制方法。

第一：可以是按照预设的时间间隔依次向各时钟门控发送关闭指令(例如依次使得EN＝0)，从而依次控制各时钟门控关闭。此时，各时钟门控的关闭必然不是同时的。

第二：可以是根据当前运行模式下各工作模块的优先级依次控制多个时钟模块关闭，由于不同的工作模块对应的时钟信号是不同的，而对于优先级较高的工作模块，其在当前运行模式下可能还需要执行相应的功能，所以需要延后关闭，那么，可以控制高优先级的时钟门控后关闭，而控制低优先级的时钟门控先关闭。当然，根据不同的定义或需求，也可控制高优先级的时钟门控先关闭，而控制低优先级的时钟门控后关闭。

第三：可以是按照各时钟信号的分类，依次分别控制各类型时钟信号对应的时钟门控关闭。如上述介绍的，时钟信号的类型有多种，在进行非同步关闭时，可以按照类型进行关闭，同类型的时钟信号对应的时钟门控可同时关闭。同样实现了分批次关闭。此种情况下，不同类型的时钟信号之间，可按照预设的时间间隔来分批关闭。例如，类型A的3个时钟同步关闭，预设时间后，类型B的2个时钟同步关闭。

可选地，低功耗控制模块还用于将退出低功耗模式的请求信号发送至时钟管理模块；时钟管理模块根据退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步打开，并在各时钟门控全部打开后，向低功耗控制模块发送第二反馈信号，以根据第二反馈信号控制微控制器退出低功耗模式。

即，在出低功耗准备状态下，低功耗控制模块发送出低功耗状态请求信号给时钟管理模块并等待接收来自时钟管理模块的时钟打开完成信号，收到时钟打开完成信号后才控制系统进入运行状态。

本实施例提供的微控制器，低功耗控制模块可通过向时钟管理模块发送退出低功耗模式的请求信号，以进入退出低功耗准备状态，使得时钟管理模块可在退出低功耗准备状态下控制各时钟门控非同步打开。通过分批次逐步控制各时钟门控依次打开的方式，同样达到了减缓动态功耗的突然降低，从而避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

在另一些实施例中，低功耗控制模块在接收到退出低功耗模式的请求信号时，同样会先将退出低功耗模式的请求信号发送至时钟管理模块，从而指示时钟管理模块控制各时钟门控非同步打开。

可选地，时钟管理模块还用于根据退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步打开，包括：时钟管理模块控制多个时钟门控非同步地输出低于预设频率的时钟信号后，再控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

可选地，时钟管理模块控制多个时钟门控输出低于预设频率的时钟信号达预设时长后，控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

同样的，时钟管理模块在控制各时钟门控非同步打开时，会先控制多个时钟门控输出低于预设频率的时钟信号后，再控制(可以是延迟一定时间后)各时钟门控输出预设频率的时钟信号(即从低于预设频率的时钟信号恢复至工作所需的预设频率)。这里的预设频率可以指在工作模式下(非低功耗模式下)的时钟信号的频率。也即，将各时钟门控输出的时钟信号的频率恢复至之前在运行状态下的频率。

其中，延迟一定时间的目的是使得时钟门控在由打开到运行在高频下的时间尽量拉长，避免打开后立刻运行在高频下产生电流突变。

可选地，时钟管理模块可同步或非同步地控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

也就是说，本申请中，当时钟管理模块收到来自低功耗控制模块的进低功耗请求信号后，会先降低各工作时钟频率，然后分批逐步关闭低功耗模式要求关闭的工作时钟(而非一次同时全关闭)，执行完毕后发送时钟关闭完成信号给低功耗控制模块。

当时钟管理模块收到来自低功耗控制模块的出低功耗模式请求信号后，先分批逐步在低时钟频率下打开各工作时钟，延迟一定时间后将各时钟频率恢复至之前在运行状态的频率，执行完毕后发送时钟打开完成信号给低功耗控制模块。

图2为本申请实施例提供的一种进入低功耗控制方法的流程示意图；本方法的执行主体可以为图1的时钟管理模块，该方法可包括：

S201、根据低功耗控制模块发送的进入低功耗模式的请求信号，控制降低各时钟门控输出的时钟信号的频率。

微控制器在工作模式下运行时，当有进入低功耗模式的需求时，可由微控制器中的处理器向低功耗控制模块发送进入低功耗模式的请求信号，而在传统的进入低功耗模式的控制方式中，低功耗控制模块在接收到处理器发送的进入低功耗模式的请求信号后，会直接控制微控制器进入低功耗模式，例如：通过低功耗控制模块中的状态机控制微控制器进入低功耗模式。而由于这种直接控制的方式会导致同一时刻有大批量的工作时钟被关闭，造成电流突变对微控制器的稳定性造成影响。

本实施例中，低功耗控制模块在接收到处理器发送的进入低功耗模式的请求信号后，可向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号，以进入低功耗准备状态，而在进入低功耗准备状态下，可由时钟管理模块按照预设的控制策略，控制各时钟门控非同步(优选为分时)关闭，并在全部时钟门控关闭完成后，结束准备状态，此时，低功耗控制模块可控制微控制器进入低功耗模式。

通过进入低功耗准备状态可实现时钟门控的合理有序关闭，避免了电流突变的发生。进入低功耗准备状态也即指由时钟管理模块所执行的工作时钟的关闭控制。

可选地，时钟管理模块在接收到进入低功耗模式的请求信号后，可先控制各时钟门控输出的时钟信号的频率进行降低(同步降低或非同步降低)。由于在未进入低功耗模式之前，当前正处于工作模式，在工作模式下，时钟门控输出的时钟信号的频率通常是较高的，而进入低功耗模式后，若不先对各时钟门控输出的时钟信号的频率进行降低，而是直接对各时钟门控进行关闭，则会导致各时钟信号的频率突变，微控制器的动态功耗突然下降，造成电流突变。

那么，本实施在对各时钟门控进行关闭之前，先降低各时钟门控输出的时钟信号的频率，可为各时钟门控的关闭做准备，使得各时钟门控能够在时钟信号频率较低的状态下进行关闭，不会对电流造成较大影响。

其中，对于各时钟门控输出的时钟信号的频率的降低并没有具体限制，不同时钟信号频率降低的大小可不同，也可相同，而时钟信号的频率具体降低至多少也并没有具体限制，降低一定程度即可。

S202、控制各时钟门控非同步关闭，并在各时钟门控全部关闭完成后，向低功耗控制模块发送第一反馈信号，以使得低功耗控制模块控制微控制器进入低功耗模式；第一反馈信号用于指示各时钟门控关闭完成。

可选地，在将各时钟门控输出的时钟信号的频率进行降低后，可向各时钟门控发送关闭指令(EN＝0)。

传统的进入低功耗模式的控制方式中，由于是控制需要关闭的各时钟门控同步关闭，导致电流突变，而本方法通过控制各时钟门控非同步关闭(优选为分时)，以减缓动态功耗的突然降低，从而避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

可选地，在确认各时钟门控全部关闭完成后，时钟管理模块可向低功耗控制模块发送第一反馈信号，进入低功耗准备状态结束。

低功耗控制模块在接收到第一反馈信号后，可控制微控制器进入低功耗模式，其中，可以是通过低功耗控制模块的状态机控制微控制器进入低功耗模式。

综上，本实施例提供的微控制器进出低功耗控制方法，在低功耗控制模块接收到处理器发送的进入低功耗模式的请求信号后，可通过向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号，以进入低功耗准备状态，使得时钟管理模块可在进入低功耗准备状态下控制各时钟门控非同步地关闭。其中，时钟管理模块通过先降低各时钟门控输出的时钟信号的频率，使得各时钟门控能够在时钟信号频率较低的状态下进行关闭，以此进一步减缓动态功耗的突然降低，从而避免电流突变，提升微控制器的稳定性和可靠性。

图3为本申请实施例提供的一种退出低功耗控制方法的流程示意图；可选地，本申请的方法还可包括：

S301、根据低功耗控制模块发送的退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控输出低于预设频率的时钟信号。

低功耗控制模块在接收到退出低功耗模式的请求信号后，可向时钟管理模块发送退出低功耗模式的请求信号，以进入退出低功耗模式的准备状态。

时钟管理模块在接收到退出低功耗模式的请求信号，可先控制各时钟门控输出低于预设频率的时钟信号。即各时钟门控可以同步或非同步地打开，并输出低于预设频率的时钟信号。

S302、控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

以降频的方式逐步打开时钟，可以有效降低电流突变，之后，为了恢复正常工作状态，需要同步或非同步地将各时钟门控输出的时钟信号恢复至预设频率。

S303、向低功耗控制模块发送第二反馈信号，以使得低功耗控制模块控制微控制器退出低功耗模式；第二反馈信号用于指示各时钟门控打开完成。

各时钟门控全部打开完成指代各时钟门控均输出预设频率时钟信号。控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号，是为了使得输出的各时钟信号满足工作模式下的工作需求。

可选地，当各时钟门控输出预设频率的时钟信号后，时钟管理模块可向低功耗控制模块发送第二反馈信号，退出低功耗准备状态结束。

低功耗控制模块在接收到第二反馈信号后，可控制微控制器退出低功耗模式，退出低功耗模式也即进入工作模式。

图4为本申请实施例提供的又一种进入低功耗控制方法的流程示意图；本方法的执行主体则为图1中所示的低功耗控制模块，可选地，该方法可包括：

S401、接收进入低功耗模式的请求信号，与各工作模块建立通信连接。

当微控制器需要从工作模式切换至低功耗模式下时，微控制器中的处理器/可向低功耗控制模块发送进入低功耗模式的请求信号，而低功耗控制模块在接收到进入低功耗模式的请求信号后，首先会与各时钟信号所对应的工作模块(外设)进行进入低功耗模式的握手，这里的握手也即指通过握手协议建立模块之间的通信连接，并确保各模块可以进入低功耗模式。

S402、向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号，并在接收到时钟管理模块发送的第一反馈信号后，控制微控制器进入低功耗模式，第一反馈信号用于指示各时钟门控关闭完成。

握手完成后(各模块可以进入低功耗模式)，低功耗控制模块则启动进入低功耗模式的准备状态，并立刻向时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号，从而由时钟管理模块按照上述实施例中的方式控制各时钟门控非同步关闭。

可选地，低功耗控制模块在接收到时钟管理模块发送的第一反馈信号后，则控制微控制器进入低功耗模式。

图5为本申请实施例提供的另一种退出低功耗控制方法的流程示意图；可选地，本申请的方法还可包括：

S501、接收退出低功耗模式的请求信号。

该请求信号可以由处理器或微控制器中的工作模块或外设发送。即区别于进入低功耗模式的是，在退出低功耗模式时，既可以是由处理器向低功耗控制模块发送退出低功耗模式的请求信号，也可以是由微控制器内部的工作模块向低功耗控制模块发送退出低功耗模式的请求信号，或者由外部IO向低功耗控制模块发送退出低功耗模式的请求信号，从而对低功耗控制模块进行唤醒，以使得低功耗控制模块控制微控制器从低功耗模式切换至工作模式进行正常运行。

S502、向时钟管理模块发送退出低功耗模式的请求信号，并在接收到时钟管理模块发送的第二反馈信号后，控制微控制器退出低功耗模式，第二反馈信号用于指示各时钟门控打开完成。

低功耗控制模块在接收到退出低功耗模式的请求信号后，启动进入退出低功耗模式的准备状态，并立刻向时钟管理模块发送退出低功耗模式的请求信号，从而由时钟管理模块按照上述实施例中的方式控制各时钟门控分时打开。

本方法在工作模式和低功耗模式相互转换之间插入了准备状态，并在准备状态期间通过降低各时钟门控输出的时钟信号的频率和分批逐步打开/关闭各时钟门控，而后才完成工作模式和低功耗模式间的转换，由于时钟信号频率的降低和各时钟门控分批次逐步打开/关闭，使得工作模式和低功耗模式切换过程中动态功耗变化相对缓和，不会出现大的电流突变。

图6为本申请实施例提供的一种进出低功耗控制方法的完整流程示意图。结合上述方法步骤的流程说明，进入低功耗模式的流程可如下：

在运行模式下当低功耗控制模块收到来自处理器的进入低功耗模式请求信号后，低功耗控制模块与外设进行进低功耗模式握手。

握手完成后低功耗控制状态机进入进低功耗准备状态并立刻给时钟管理模块发送进低功耗模式请求信号。

时钟管理模块收到来自低功耗控制模块的进低功耗模式请求信号后，先降低各时钟门控输出的时钟信号的频率，然后非同步关闭各时钟门控，执行完毕后发送时钟门控关闭完成信号给低功耗控制模块。

当低功耗控制模块收到来自时钟管理模块的时钟门控关闭完成信号后，系统进入低功耗模式。

退出低功耗模式的流程：

在低功耗模式下当低功耗控制模块收到来自系统内/外的唤醒信号后进入出低功耗准备状态并立刻给时钟管理模块发送退出低功耗模式请求信号。

时钟管理模块收到来自低功耗控制模块的出低功耗模式请求信号后，先控制各时钟门控非同步地输出低于预设频率的时钟信号后，控制各时钟门控非同步地打开，在各时钟门控打开完成后，延时一定时间后，再控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号，以将各时钟频率恢复至之前在运行状态的频率，执行完毕后发送时钟门控打开完成信号给低功耗控制模块。

当低功耗控制模块收到来自时钟管理模块的时钟门控打开完成信号后，系统进入运行耗模式。

本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的微控制器。当然，电子设备还可包括各功能模块，微控制器用于控制各功能模块执行设备功能。微控制器可以为MCU芯片。

可选地，本申请还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储介质(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储介质(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种微控制器，其特征在于，所述微控制器包括：

低功耗控制模块、时钟管理模块及多个时钟门控；所述低功耗控制模块与所述时钟管理模块电连接，所述时钟管理模块与所述多个时钟门控电连接；

所述低功耗控制模块，用于向所述时钟管理模块发送进入低功耗模式的请求信号；

所述时钟门控，用于控制是否输出时钟信号；

所述时钟管理模块，用于根据所述进入低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步关闭，并在各时钟门控全部关闭后，向所述低功耗控制模块发送第一反馈信号，以根据所述第一反馈信号控制所述微控制器进入低功耗模式。

2.根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，还包括处理器；

所述处理器，与所述低功耗控制模块电连接，用于向所述低功耗控制模块发送所述进入低功耗模式的请求信号。

3.根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，所述时钟管理模块用于根据所述进入低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步关闭，包括：

所述时钟管理模块降低所述多个时钟门控输出的时钟信号频率后，控制各时钟门控非同步关闭。

4.根据权利要求3所述的微控制器，其特征在于，

所述时钟管理模块同步或非同步地降低所述多个时钟门控输出的时钟信号频率。

5.根据权利要求3所述的微控制器，其特征在于，

所述时钟管理模块按照预设的时间间隔依次控制所述多个时钟门控关闭；

或者，根据当前运行模式下各工作模块的优先级依次控制所述多个时钟门控关闭；

或者，按照各时钟信号的分类，依次分别控制各类型时钟信号对应的时钟门控关闭。

6.根据权利要求1-5任一项所述的微控制器，其特征在于，

所述低功耗控制模块还用于将退出低功耗模式的请求信号发送至所述时钟管理模块；

所述时钟管理模块根据所述退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步打开，并在各时钟门控全部打开后，向所述低功耗控制模块发送第二反馈信号，以根据所述第二反馈信号控制所述微控制器退出低功耗模式。

7.根据权利要求6所述的微控制器，其特征在于，所述时钟管理模块还用于根据所述退出低功耗模式的请求信号，控制各时钟门控非同步打开，包括：

所述时钟管理模块控制所述多个时钟门控非同步地输出低于预设频率的时钟信号后，再控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

8.根据权利要求7所述的微控制器，其特征在于，

所述时钟管理模块同步或非同步地控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

9.根据权利要求8所述的微控制器，其特征在于，

所述时钟管理模块控制所述多个时钟门控输出低于预设频率的时钟信号达预设时长后，控制各时钟门控输出预设频率的时钟信号。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的微控制器。