CN1838800A - 一种移动终端待机过程中校准睡眠处理器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动终端待机过程中校准睡眠处理器的方法，该方法在移动终端的睡眠处理器接收主处理器发送的校准信号和睡眠持续时间信息，依照该校准信号确定针对睡眠处理器时钟的校准修正值，依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正。该方法可以延长主处理器的睡眠时间，减少主处理器的待机功耗，延长移动终端的待机时间。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端的待机控制技术，尤其涉及一种移动终端待机过程中校准睡眠处理器的方法。
背景技术
目前移动终端都有待机功能，在待机状态下，移动终端需要跟终端接入设备例如基站(NodeB)保持同步，移动终端的主处理器每隔一定时间醒来一次接收小区的寻呼信息，寻呼历时一段时间，然后继续睡眠。为了唤醒主处理器，移动终端还包括一睡眠处理器，用于在主处理器睡眠期间，向主处理器提供一个高精度的唤醒信号，在指定的睡眠时间后唤醒主处理器。
但是，由于睡眠处理器的时钟与主处理器的时钟频率不相同，因此其时钟与主处理器的时钟在时间上存在一定的偏差，睡眠处理器的时钟必须经过校准后才能向主处理器提供一个满足精度要求的唤醒信号。
现有技术中对睡眠处理器进行校准的过程在主处理器中完成，下面以时分同步的码分多址技术(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access)移动终端为例说明现有技术的校准过程。
图1为现有技术中采用主处理器进行定时校准的结构图。如图1所示，移动终端中包括主处理器101、睡眠处理器102、19.2MHz高稳压控温补晶振(VCTCXO)103、和8MHz普通晶振104。其中VCTCXO负责提供主处理器的运行时钟，8MHz普通晶振负责提供睡眠处理器的运行时钟。通常主处理器的寻呼周期1.28s或5.12s，寻呼历时50ms。所述睡眠处理器102为单片机。所述通讯接口用于主处理器和睡眠处理器之间的数据交互；唤醒信号用于睡眠处理器唤醒主处理器；5MS信号由8MHz普通晶振经睡眠处理器计数分频得到，输出到主处理器用于计数较准。所述8MHz普通晶振104也可内置于睡眠处理器中。
图2为现有技术中采用主处理器进行定时校准的流程图。如图2所示，校准过程是随着主处理器的寻呼周期而周期进行的，具体过程包括：
在第n号寻呼周期内，主处理器收到睡眠处理器的唤醒信号后唤醒，利用第N-1号寻呼周期所确定的第N-1号校准数据进行同步，接着进行寻呼，寻呼完毕后，向睡眠处理器发送校准信号请求命令，睡眠处理器收到该校准信号请求命令后，返回5MS的校准信号；主处理器接收该校准信号，利用该校准信号进行本周期的校准过程，计算本周期即第n号的校准数据，校准过程结束后，主处理器向睡眠处理器发送睡眠命令，该睡眠命令中携带睡眠所持续的时间信息，例如睡眠持续的帧数N；发送完睡眠命令后，主处理器进行睡眠过程；睡眠处理器收到睡眠命令后，在经过N帧后向主处理器发送唤醒信号，主处理器收到唤醒信号后再次被唤醒，开始第N+1号寻呼周期。第N+1号寻呼周期以及后续的寻呼周期循环重复执行上述过程。
下面对现有技术的定时精确度和功耗开销进行量化分析：
假设主处理器的寻呼周期为x、主处理器校准过程历时y、主处理器功耗z，则：
现有技术的定时精确度为：8ns*(x/5ms)＝8.192us，其中设x＝5.12s；其中，8ns是主处理器的采样误差。
现有技术的功耗开销为：
z*(y/x)＝0.889mA，其中设x＝5.12s，y＝10ms，z＝450mA；
z*(y/x)＝3.52mA，其中设x＝1.28s，y＝10ms，z＝450mA。
由上述的量化分析可知，现有的通过主处理器进行校准的方法定时精确度不高，处理器的功耗开销大。
由于移动终端是一种移动通讯设备，因此为了获得更长的待机时间，移动终端对待机功耗要求很高。然而现有技术对睡眠处理器的定时校准过程在主处理器中进行，因此增加了主处理器唤醒时的处理时间，相对缩短了主处理器的睡眠时间，进而增加移动终端的待机功耗，浪费移动终端的电源，使得移动终端的待机时间缩短。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种移动终端待机过程中校准睡眠处理器的方法，以减少主处理器的待机功耗，延长移动终端的待机时间。
为了实现上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种移动终端待机过程中校准睡眠处理器的方法，该方法包括：
移动终端的睡眠处理器接收主处理器发送的校准信号和睡眠持续时间信息，依照该校准信号确定针对睡眠处理器时钟的校准修正值，依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正。
优选的，所述校准信号由主处理器的时钟产生。
优选的，所述睡眠处理器依照所述校准信号确定针对睡眠处理器时钟的校准修正值的具体过程为：以接收唤醒期间校准信号的某一边沿为开始，到此后唤醒期间接收到校准信号的同一边沿为结束，作为一校准周期；在校准周期开始时记录睡眠处理器内部周期计时器的取值y1，在校准周期结束时记录该周期计时器的取值y2，以睡眠处理器自身时钟确定校准周期的时间M；将y1减去y2，得到的差值除以M，再乘以接收到的来自主处理器的睡眠持续时间信息N，得到的值为校准修正值。
所述依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正的具体过程为：将睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间加上所述的校准修正值，得到的值为修正后的睡眠持续时间。
所述睡眠处理器从收到主处理器发送的睡眠持续时间信息的时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时，向主处理器发送唤醒信号。
所述来自主处理器的睡眠持续时间信息N和时间M以帧为单位，且所述睡眠处理器从收到睡眠持续时间信息时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时向主处理器发送唤醒信号的具体过程为：在当前寻呼周期中，当睡眠处理器接收所述校准信号某一边沿时，记录周期计时器的取值x1；当睡眠处理器收到睡眠持续时间信息N时，利用自身时钟开始计时，当计时到第N-1帧时，所述的周期计时器每计一次时，则判断计时器的取值是否到达x1与所述校准修正值的和值，如果没有达到，则该周期计时器继续计时，直到该周期计时器的取值达到x1与所述校准修正值的和值时，睡眠处理器向主处理器发送唤醒信号。
所述记录周期计时器的取值x1的时刻为：当前寻呼周期中，睡眠处理器接收所述校准信号最后一边沿的时刻。
在所述的校准周期中，利用前一校准周期所确定的校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正。
所述校准周期是寻呼周期的整数倍，该方法进一步包括：在睡眠处理器上预先设置存储校准周期的门限时间值；在接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿时，判断从校准周期开始到当前的时间段是否超过所述的校准周期门限时间值，如果是，则结束当前校准周期，否则，继续当前校准周期，直到接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿、且从校准周期开始到该时刻的时间段超过所述的校准周期门限时间值时，结束当前校准周期。
所述校准周期开始时的校准信号边沿为主处理器在唤醒后发送的校准信号的第一个边沿。
优选的，所述校准信息为主处理器在唤醒期间进行寻呼的同时发送给睡眠处理器的；所述睡眠持续时间信息为主处理器在寻呼结束时发送给睡眠处理器的；所述主处理器在寻呼结束后睡眠。
优选的，所述的校准信号和所述睡眠处理器时钟的周期为5MS。
由于本发明所述方法在移动终端待机过程中采用睡眠处理器进行定时校准，由于睡眠处理器是超低功耗器件，其功耗约几百微安，因此功耗开销可以忽略不计；同时，主处理器不进行定时校准，因此主处理器在唤醒后只进行寻呼后既可重新睡眠，不需要进行定时校准，因此延长了主处理器的睡眠时间，减少主处理器的待机功耗。由于上述原因，本发明可以减少主处理器的待机功耗，延长移动终端的待机时间。
另外，由于本发明所述的校准周期比较长，一般可以达到几个寻呼周期，因此校准精确度高，通过实际的测量，寻呼周期为5.12s时，定时校准的精确度可以达到为0.5us，完全满足实际的精确度需求。
附图说明
图1为现有技术中采用主处理器进行定时校准的结构图；
图2为现有技术中采用主处理器进行定时校准的流程图；
图3为本发明所述实施例采用睡眠处理器进行定时校准的结构图；
图4为本发明所述采用睡眠处理器进行定时校准过程的流程图；
图5为本发明所述采用睡眠处理器进行定时校准过程中的信号时序图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的实施方法。
本发明的核心思想为：移动终端的主处理器在唤醒期间进行寻呼，同时向睡眠处理器发送校准信号，在寻呼结束时向睡眠处理器发送睡眠持续时间信息，寻呼结束后睡眠；移动终端的睡眠处理器接收所述校准信号和睡眠持续时间信息，依照该校准信号确定针对睡眠处理器时钟的校准修正值，依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正，从收到睡眠持续时间信息时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时，向主处理器发送唤醒信号；所述主处理器收到唤醒信号时唤醒。
以下以TD-SCDMA移动终端为具体实施例对本发明进行说明，本发明同样可以适用于其他的具有主处理器和睡眠处理器的移动终端。
图3为本发明所述实施例采用睡眠处理器进行定时校准的结构图。如图3所示，本实施例所述睡眠处理器定时校准的结构图和现有技术中主处理定时校准的结构图相似，高稳压控温补晶振(VCTCXO)为主处理器的时钟，8MHz普通晶振为睡眠处理器的时钟，区别是用于校准的5MS校准信号由主处理器的19.2MHz高稳VCTCXO产生、并经主处理器计数分频后输出到睡眠处理器，用来校准所述睡眠处理器的8MHz普通晶振时钟的时间。
本实施例中，所述的主处理器和睡眠处理器的时钟信号以及校准信号的周期为5MS，即一帧，但本发明所述信号的周期不限于5MS，也可以其他单位为周期，例如10MS，20MS等。
图4为本发明所述采用睡眠处理器进行定时校准过程的流程图。如图4所示，本发明所述的校准过程也是周期进行的，但是校准周期是主处理器寻呼周期的整数倍。下面以睡眠处理器的第K个校准周期为例进行说明。本发明所述方法包括：
在主处理器侧，在第n号寻呼周期内，主处理器收到睡眠处理器发送的唤醒信号后唤醒，进行寻呼，在主处理器唤醒期间，主处理器向睡眠处理器持续发送5MS校准信号；寻呼完毕后，向睡眠处理器发送睡眠命令，该睡眠命令中携带睡眠所持续的时间信息，本实施例中的时间信息为睡眠持续的帧数N；发送完睡眠命令后，主处理器结束唤醒阶段，开始睡眠，进入睡眠阶段，直到收到唤醒信号后再次唤醒进入下一个寻呼周期，重复上述操作。
在睡眠处理器侧，以接收到主处理器唤醒期间发送的校准信号的某一边沿为开始，到此后接收到主处理器唤醒期间发送的校准信号的同一边沿为结束，作为一校准周期；在当前校准周期内，如图4中所示为第K号校准周期内，睡眠处理器接收主处理器发送的5MS校准信号，依照该校准信号确定本校准周期内针对睡眠处理器时钟的校准数据，即校准修正值，此处为第K号校准数据；在每一个寻呼周期中，睡眠处理器收到主处理器发送的睡眠命令后，获取其中携带的睡眠持续时间信息，依照上一校准周期，即第K-1号校准周期的校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正，睡眠处理器的时钟从收到睡眠命令的时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时，向主处理器发送唤醒信号。
下面说明在每个校准周期内，睡眠处理器内部的具体校准过程。
图5为本发明所述采用睡眠处理器进行定时校准过程中的信号时序图。如图5所示，信号S1是主处理器时钟的5MS帧信号，由VCTCXO产生，图5中假设主处理器醒来后运行8帧时间，然后在第8帧给睡眠处理器发睡眠命令，该睡眠命令中携带睡眠所持续的时间，此处的睡眠持续时间以帧数来计算，为N个帧；通知睡眠处理器在收到睡眠命令N帧后向主处理器发送唤醒信号。信号S2是主处理器输出到睡眠处理器的5MS校准信号，也由VCTCXO产生。信号S3是睡眠处理器的内部5MS计数器的计数信号，该5MS计数器是一个周期计时器，以睡眠处理器的时钟产生的5MS周期信号为标准，每5MS从0计数到40000，即从计数(CON，Counter)＝0到CON＝40000，每计数一次相当于计时125nS。信号S4是睡眠处理器输出到主处理器的唤醒信号。所述校准周期的时间为M个5MS，其中的M为自然数，初始值为零，其门限值为M0，M0在睡眠处理器中预先设定并存储，例如M0可设为1000。M由睡眠处理器通过计数来确定，睡眠处理器根据自身的8MHz普通晶帧时钟，从校准周期开始每5MS计数一次，将M值加1，在每次发送唤醒信号时判断当前M值是否大于M0，如果是，则记录当前M值，用于确定校准修正值，否则继续累加。所述T0时刻为当前校准周期的开始时刻，图5中所示为睡眠处理器接收到S2信号第一个边沿的时刻，所述T1为当前校准周期的结束时刻，图5中所示为M大于M0后紧接的寻呼周期内，睡眠处理器收到S2信号第一个边沿的时刻。所述T2时刻为M大于M0后紧接的寻呼周期内，睡眠处理器收到最后一个S2信号边沿的时刻。所述T3时刻为校准修正后，发送唤醒信号的时刻。所述T0和T1之间为一个校准周期，包括M个5MS。
所述T0和T1也可是在寻呼周期内收到S2信号的第m个边沿时刻，在精确度允许的范围内，所述T2也可为M大于M0后，睡眠处理器收到S2信号任意一边沿时的时刻。
在一个校准周期内，主处理器唤醒启动后，向睡眠处理器发送校准信号S2，睡眠处理器在T0时记录当前5MS计数器信号S3的取值y1，同时开始以睡眠处理器的8MHz晶帧的时钟为标准对M进行计数，从0开始，每过5MS，对M加一，当睡眠处理器接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿时，此处为主处理器唤醒后发送校准信号的第一个边沿时，判断M值是否大于M0，如果不是，则继续计时，每过5MS时间M继续加一；当睡眠处理器再次接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿时继续判断M值是否大于M0，以此循环执行；如果睡眠处理器接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿时M值大于M0，则记录当前M值，此时刻也即T1时刻，结束当前校准周期，记录此时S3的取值y2；因为S2来自高稳TCVCXO，而实际的校准周期大约10秒钟，VCTCXO的频率只受温度和电压影响，而在10秒钟的短时间内温度和电压不会是突变的，所以可以认为校准周期内M个5MS是没有频率偏差的。则M个5MS的时间内睡眠处理器偏差(y1-y2)个最小调整步长(cycle)，每个cycle为125ns。
在睡眠处理器收到主处理器的睡眠命令后，从睡眠命令中获取睡眠持续的帧数N，以上述的y1、y2、M和N值确定校准修正值，即校准数据，具体的确定过程如公式1)所示：
校准修正值＝((y1-y2)*N)/M 公式1)
确定了校准修正值后，依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正，即将睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间加上所述的校准修正值，得到的值为修正后的睡眠持续时间，并从收到睡眠持续时间信息时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时，向主处理器发送唤醒信号。具体过程如下：
在校准周期随后的寻呼周期内，记录S2信号在最后一边沿时，即T2时刻S3的取值x1，当睡眠处理器从收到睡眠命令后，利用自身的8MHz晶帧开始计时，从第0帧开始到第N-1帧，当在第N-1帧S3取值到x1时，为睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间，因此将该睡眠持续时间加上所述的校准修正值，得到修正后的睡眠持续时间，即睡眠持续时间需计时到第N-1帧S3取值为时。因此，当计时到第N-1帧开始时，所述的5MS计数器每加一次数，则判断计数器的取值S3是否到达x1+((y1-y2)*N)/M，如果没有达到，则S3的取值继续加一，直到S3的取值达到x1+((y1-y2)*N)/M时，睡眠处理器向主处理器发送唤醒信号，从而完成对发送唤醒信号时刻的校准。
由于在不同寻呼周期内，所述N的取值可能不同，因此，在每一寻呼周期内，睡眠处理器都确定在T2时S3的取值x1，再利用所述N的取值，以及上一校准周期中所确定的y1、y2和M确定校准修正值，并以该校准修正值修正所述睡眠处理器计时的睡眠持续时间，即修正向主处理器发送唤醒信号的时间。
时钟频率的变化主要受到温度、电压的影响，当这些因素变化时会引起频率变化，因为T3到T0的时间间隔约几十秒钟，在此期间温度和电压不会有很大的突变，因此可以认为这段时间内T3到T2期间的频率等于T1到T0期间的频率。因此本发明所述方法可以很好地满足精确度的要求。
因为睡眠处理器具有超低功耗，所以本发明所述的自校准方法相对现有技术的方法可节省约10ms的主处理器功耗。另外，因为睡眠处理器的计数器运行在8MHz，最小调整步长1cycle＝125ns，考虑到系统误差定时精确度约-250ns～250ns，因此本发明可以满足系统对移动终端定时偏差的要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1、一种移动终端待机过程中校准睡眠处理器的方法，其特征在于，
移动终端的睡眠处理器接收主处理器发送的校准信号和睡眠持续时间信息，依照该校准信号确定针对睡眠处理器时钟的校准修正值，依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准信号由主处理器的时钟产生。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述睡眠处理器依照所述校准信号确定针对睡眠处理器时钟的校准修正值的具体过程为：
以接收唤醒期间校准信号的某一边沿为开始，到此后唤醒期间接收到校准信号的同一边沿为结束，作为一校准周期；在校准周期开始时记录睡眠处理器内部周期计时器的取值y1，在校准周期结束时记录该周期计时器的取值y2，以睡眠处理器自身时钟确定校准周期的时间M；将y1减去y2，得到的差值除以M，再乘以接收到的来自主处理器的睡眠持续时间信息N，得到的值为校准修正值。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依照该校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正的具体过程为：将睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间加上所述的校准修正值，得到的值为修正后的睡眠持续时间。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述睡眠处理器从收到主处理器发送的睡眠持续时间信息的时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时，向主处理器发送唤醒信号。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述来自主处理器的睡眠持续时间信息N和时间M以帧为单位，且所述睡眠处理器从收到睡眠持续时间信息时刻开始计时，当计时达到修正后的睡眠持续时间时向主处理器发送唤醒信号的具体过程为：
在当前寻呼周期中，当睡眠处理器接收所述校准信号某一边沿时，记录周期计时器的取值x1；当睡眠处理器收到睡眠持续时间信息N时，利用自身时钟开始计时，当计时到第N-1帧时，所述的周期计时器每计一次时，则判断计时器的取值是否到达x1与所述校准修正值的和值，如果没有达到，则该周期计时器继续计时，直到该周期计时器的取值达到x1与所述校准修正值的和值时，睡眠处理器向主处理器发送唤醒信号。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述记录周期计时器的取值x1的时刻为：当前寻呼周期中，睡眠处理器接收所述校准信号最后一边沿的时刻。
8、如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述的校准周期中，利用前一校准周期所确定的校准修正值对睡眠处理器时钟所计的睡眠持续时间进行修正。
9、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述校准周期是寻呼周期的整数倍，该方法进一步包括：
在睡眠处理器上预先设置存储校准周期的门限时间值；在接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿时，判断从校准周期开始到当前的时间段是否超过所述的校准周期门限时间值，如果是，则结束当前校准周期，否则，继续当前校准周期，直到接收到与校准周期开始时校准信号边沿相同的校准信号边沿、且从校准周期开始到该时刻的时间段超过所述的校准周期门限时间值时，结束当前校准周期。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述校准周期开始时的校准信号边沿为主处理器在唤醒后发送的校准信号的第一个边沿。
11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准信号为主处理器在唤醒期间进行寻呼的同时发送给睡眠处理器的；所述睡眠持续时间信息为主处理器在寻呼结束时发送给睡眠处理器的；所述主处理器在寻呼结束后睡眠。
12、如权利要求1至11任一项所述的方法，其特征在于，所述的校准信号和所述睡眠处理器时钟的周期为5MS。
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2005
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Application publication date: 20060927 Assignee: Shanghai Li Ke Semiconductor Technology Co., Ltd. Assignor: Leadcore Technology Co., Ltd. Contract record no.: 2018990000159 Denomination of invention: Method for regulating sleeping processor in mobile terminal machine process Granted publication date: 20080723 License type: Common License Record date: 20180615 |