TW201541239A - 通訊裝置 - Google Patents

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TW201541239A
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TW104108025A
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Koichi Fujisaki
Tetsuro Kimura
Tatsunori Kanai
Junichi Segawa
Masaya Tarui
Satoshi Shirai
Hiroyoshi Haruki
Yusuke Shirota
Akihiro Shibata
Shiyo Yoshimura
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Toshiba Kk
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Abstract

根據一實施例，一種通訊裝置包含一暫存器及一控制器。該暫存器經由一輸入資料線接收來自一外部裝置之資料。在該通訊裝置能夠接收該資料之一第一狀態中，當該資料不發送至該輸入資料線之一條件持續一特定時間段時，該控制器執行控制以將該通訊裝置之狀態切換至電力消耗小於該第一狀態中之一第二狀態。

Description

通訊裝置 [相關申請案之交叉參考]
此申請案基於且主張來自2014年3月13日申請之日本專利申請案第2014-050223號之優先權利；該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
本文描述之實施例大體係關於一種通訊裝置。
為減少一裝置(諸如安裝於一電子裝置中之一處理器)之電力消耗，已知使用僅具有一小量洩漏電流之一電晶體來達成整個處理器之電力節省之一技術，或已知在用於實施處理器中之特定功能之稱為模組之小單元(硬體區塊)中達成電力節省之一技術。
基於一逐模組基礎減少電力消耗之技術稱為電力閘控，且經實施以停止將電力供應至模組。因此，可僅當模組不在使用中時執行電力閘控。另一方面，就涉及用於在模組使用期間減少電力消耗之技術而言，已知動態電壓及頻率調整(DVFS)，其中操作期間之電壓及時脈週期以一動態方式變化。此外，稱為時脈閘控之一技術亦可用作藉由停止時脈信號而減少電力消耗之一習知電力節省技術。亦可以與電力閘控相同之一方式實施時脈閘控以減少對應於閒置功能之模組之電力消耗。
關於減少模組之電力消耗之效應，電力閘控係更有效的。然 而，在執行電力閘控之前，需要保存必要資訊，且需要執行通電，接著初始化所涉及模組。因此，電力閘控伴隨有額外負擔。相比而言，在執行時脈閘控之情況中，僅必須停止時脈信號。因此，就而言涉及電力消耗之減小，儘管電力閘控比時脈閘控有效，但在時脈閘控期間無額外負擔，此係因為不需要保存任何資訊。因此，當減小模組之電力消耗時，藉由將各自優缺點納入考慮而決定執行電力閘控或執行時脈閘控。
在本文中，僅當提前預知模組不處於操作中時可實施電力閘控以及時脈閘控。然而，舉例而言，在處理器等待來自外側之一輸入之一狀態中，不知將在何時接收輸入。因此，持續電力及時脈信號之供應變得係必要的。
過去，專注於單一處理器中執行電力節省技術(諸如電力閘控或DVFS)之開發。然而，舉例而言，在一處理器與其他裝置通訊之情況中，不可能知道另一裝置將在何時發送資料。因此，關於與資料接收相關之功能(模組)，必須持續供應自其他裝置接收資料所需之電力。
實施例之一目的係提供能夠減小與資料接收相關之電力消耗之一通訊裝置。
根據一實施例，一種通訊裝置包含一暫存器及一控制器。該暫存器經由一輸入資料線接收來自一外部裝置之資料。在該通訊裝置能夠接收該資料之一第一狀態中，當該資料不發送至該輸入資料線之一條件持續一特定時間段時，該控制器執行控制以將該通訊裝置之狀態切換至電力消耗小於該第一狀態中之一第二狀態。
根據上文描述之該通訊裝置，可能減小與資料接收相關之功能之電力消耗。
2‧‧‧接收器
4‧‧‧輸出器
10‧‧‧通訊裝置
11‧‧‧暫存器
13‧‧‧時脈信號產生器
14‧‧‧控制裝置
15‧‧‧狀態機
16‧‧‧暫存器
17‧‧‧輸入資料線
18‧‧‧輸出資料線
19‧‧‧選擇器
21‧‧‧資訊處理裝置
22‧‧‧電力控制器
23‧‧‧記憶體
24‧‧‧外部裝置
30‧‧‧中央處理單元
31‧‧‧匯流排介面
40‧‧‧計時器
50‧‧‧極性轉換器
51‧‧‧選擇器
52‧‧‧NOT元件
bit0‧‧‧暫存器
bit1‧‧‧暫存器
bit2‧‧‧暫存器
bit3‧‧‧暫存器
bit4‧‧‧暫存器
bit5‧‧‧暫存器
bit6‧‧‧暫存器
bit7‧‧‧暫存器
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S7‧‧‧步驟
圖1係繪示根據一實施例之一資訊處理裝置之一例示性總組態之一圖；圖2係繪示根據實施例之資訊處理裝置之一例示性組態之一圖；圖3係繪示根據實施例之一控制裝置之一例示性組態之一圖；圖4係繪示根據實施例之一啟動信號之一例示性波形之一圖；圖5係用於解釋根據實施例之一例示性資料獲得方法之一圖；圖6係繪示根據實施例之藉由一狀態機執行之操作之一示意圖；圖7係繪示根據一修改實例之一啟動信號之一例示性波形之一圖；及圖8係用於解釋根據一修改實例之一極性轉換器之一圖。
在下文中將參考隨附圖式詳細描述一實施例。
圖1係繪示根據實施例之一資訊處理裝置21之一例示性總組態之一圖。如在圖1中繪示，資訊處理裝置21包含執行與一外部裝置24之通訊之一通訊裝置10。
圖2係繪示資訊處理裝置21之一例示性特定組態之一圖。如在圖2中繪示，資訊處理裝置21包含一中央處理單元(CPU)30、一記憶體23、一電力控制器22及通訊裝置10。
CPU 30執行儲存於記憶體23中之電腦程式，且控制整個資訊處理裝置21之操作。電力控制器22控制至資訊處理裝置21之構成元件(諸如通訊裝置10)之電力供應。
通訊裝置10執行與外部裝置24(諸如一感測器)之通訊。外部裝置24可視為對應於在申請專利範圍中提及之一「外部裝置」。如在圖2中繪示，通訊裝置10包含：一接收器2，其具有接收資料之功能；一輸出器4，其具有發送資料之功能；及一匯流排介面(在下列解釋中有時寫作一BUS I/F)31，其具有執行通訊裝置10之資料之輸入及輸出之功 能。接收器2經由一輸入資料線17連接至外部裝置24。類似地，輸出器4經由一輸出資料線18連接至外部裝置24，且執行控制以將資料輸出至輸出資料線18。
接收器2包含：一暫存器11，其用於經由輸入資料線接收來自外部裝置24之資料；一時脈信號產生器13，其產生時脈信號(同步信號)；及一控制裝置14。在此實例中，時脈信號產生器13可視為對應於在申請專利範圍中提及之一「同步信號產生器」。
圖3係繪示控制裝置14之一例示性特定組態之一圖。如在圖3中繪示，控制裝置14包含一狀態機15，且包含用於控制狀態機15之狀態之一暫存器16、一選擇器19及一計時器40。
在實施例中，在指示通訊裝置10能夠接收資料之狀態之一第一狀態中，控制裝置14(狀態機15)之計時器40自將最後一資料片段發送至輸入資料線17之時刻開始量測時間。在計時器40中，在第一狀態中，設定用於等待一資料輸入至輸入資料線17之一段時間。若直至設定於計時器40中之時間段過去仍未接收到資料，則計時器40發送通知未輸入資料(換言之，發送一信號，其通知，在第一狀態中，未發送資料至輸入資料線17之狀態持續一特定時間段；此後，稱為一「逾時通知信號」)之一信號至控制裝置14。在接收逾時通知信號後，控制裝置14執行控制以將通訊裝置10之狀態切換至電力消耗小於第一狀態之一第二狀態。
因此，在實施例中，在第一狀態中，當未發送資料至輸入資料線17之條件持續一特定時間段時，控制裝置14執行控制以將通訊裝置10之狀態切換至第二狀態。更特定言之，基於用於量測第一狀態中未發送資料至輸入資料線17之時間段之計時器40之量測結果；當未發送資料至輸入資料線17之條件持續一特定時間段時，控制裝置14執行控制以將通訊裝置10之狀態切換至第二狀態。更特定言之，解釋係如 下。在此實例中，控制裝置14可視為對應於在申請專利範圍中提及之一「控制器」。替代地，狀態機15亦可視為對應於在申請專利範圍中提及之一「控制器」。
同時，在實施例中，選擇器19選擇發送至輸入資料線17之信號或選擇一時脈信號，該信號用於判定控制裝置14之操作時序(亦可被視為狀態機15之操作時序)；且發送經選擇之信號至暫存器16。在此實例中，暫存器16可視為在申請專利範圍中提及之一「控制記憶體裝置」。在圖3中繪示之實例中，選擇器19之輸入側與一輸出線連接，且與輸入資料線17連接，藉由時脈信號產生器13產生之一時脈信號發送至該輸出線。根據自狀態機15發送之一切換信號，選擇器19選擇來自輸出線之輸入或來自輸入資料線17之輸入，且將選擇之輸入發送至暫存器16。
在本文中，在通訊裝置10能夠接收來自外部裝置24之資料之第一狀態中，電力控制器22執行控制以將電力供應至自通訊裝置10之複數個構成元件中之至少接收器2(暫存器11、時脈信號產生器13及控制裝置14)及匯流排介面31。在此情況中，選擇器19選擇來自輸出線之輸入(即，選擇一時脈信號)且將經選擇之輸入發送至暫存器16。接著，控制裝置14(狀態機15)根據至暫存器16之時脈信號輸入執行操作。
在第一狀態中，在自計時器40接收一逾時通知信號後，控制裝置14(狀態機15)發送指示選擇器19選擇待發送至輸入資料線17之信號之一切換信號，且請求電力控制器22至少停止將電力供應至時脈信號產生器13及暫存器11。在接收請求後，電力控制器22執行控制以至少停止將電力供應至時脈信號產生器13及暫存器11。在此實例中，在通訊裝置10之複數個構成元件中，電力控制器22停止將電力供應至除控制裝置14外之元件。因此，通訊裝置10之狀態經切換至表示電力節省 模式之第二狀態。
在第二狀態中，自外部裝置24發送一啟動信號至輸入資料線17，該啟動信號用於將通訊裝置10切換至第一狀態。當啟動信號經由選擇器19輸入至暫存器16時，控制裝置14(狀態機15)執行控制以將通訊裝置10之狀態切換至第一狀態。在本文中，啟動信號係使用外部裝置24與資訊處理裝置21之間的協定提前定義之一脈衝信號(一方形波信號)。圖4係繪示發送至輸入資料線17之啟動信號之一例示性波形之一圖。在圖4中繪示之實例中，發送至輸入資料線17之信號維持於一高位準所持續之時間段表示發送啟動信號所持續之時間段。在本文中，在第二狀態中，自一低位準(「0」)至高位準(「1」)之信號(其等發送至輸入資料線17)中之改變用作時脈信號之上升。
在實施例中，在第二狀態中，當來自外部裝置24之啟動信號輸入至暫存器16時，控制裝置14(狀態機15)發送指示選擇器19選擇一時脈信號之一切換信號，且請求電力控制器22繼續將電力供應至時脈信號產生器13及暫存器11。在此實例中，控制裝置14請求電力控制器22繼續將電力供應至自通訊裝置10之複數個構成元件中之至少與資料接收相關之構成元件(即，除控制裝置14(諸如暫存器11)、時脈信號產生器13及匯流排介面31外之構成元件)。在接收請求後，電力控制器22執行控制以繼續將電力供應至至少與資料接收相關之構成元件。因此，通訊裝置10切換至可接收來自外部裝置24之資料之第一狀態。
再者，控制裝置14(狀態機15)將啟用時脈信號產生器13之功能之一CLK啟用信號發送至時脈信號產生器13。時脈信號產生器13(已藉由電力控制器22繼續供應電力至其)接收來自控制裝置14(狀態機15)之CLK啟用信號且繼續產生時脈信號。再者，根據接收自控制裝置14(狀態機15)之切換信號，選擇器19自輸出線選擇輸入(一時脈信號)且將其發送至暫存器16。接著，控制裝置14(狀態機15)根據至暫存器16 之時脈信號輸入執行操作。
下文參考圖5解釋獲取存在於輸入資料線17中之資料之一例示性方法。在8位元資料通訊(其係常見通訊模式)之情況中，待傳達之資料係由下列構成：用於通知資料之存在或不存在(即，通知資料開始)之一1位元信號；8位元資料部分；及指示資料之結束之一1位元信號。
如之前描述，在此實例中，在第一狀態中，當未發送資料至輸入資料線17之條件持續一特定時間段時，控制裝置14(狀態機15)將通訊裝置10之狀態切換至第二狀態且等待自外部裝置24輸入一啟動信號。一旦偵測到一啟動信號之輸入，控制裝置14(狀態機15)執行控制以將通訊裝置10之狀態切換至第一狀態且等待資料獲取(在下列解釋中，此狀態有時稱為一「資料獲取等待狀態」)。通常在資料通訊中，傳達1位元資料所花時間段係確定的。因此，自對應於bit0(或bit7)之暫存器(1位元暫存器)開始依序儲存各此時間段期間發送至輸入資料線17之值。在本文中，在發送及接收資料之裝置間提前判定待自bit0或自bit7儲存值。
在資料獲取等待狀態中，當等待執行達自時脈頻率及通訊速度(即，指示每秒傳輸位元之數量之速度)計算之一時間段時，狀態經切換至獲取資料之一資料獲取狀態。接著，控制裝置14(狀態機15)執行控制以將資料(存在輸入資料線17中)匯入(鎖存)至一1位元暫存器中。舉例而言，在將資料匯入至對應於bit0之暫存器中的情況中，控制裝置14(狀態機15)將一寫啟用信號發送至對應於bit0之暫存器。在接收寫啟用信號後，對應於bit0之暫存器根據時脈信號匯入存在於輸入資料線17中之資料。以此方式，以一重複方式執行資料獲取等待狀態與資料獲取狀態之間的切換，直至經匯入之資料片段之數量等於經判定之資料片段之數量。當接收到指示資料結束之信號時，標記資料接收 之結束。在圖5中繪示一實例，其中8位元資料經獲取(接收)且接著發送至匯流排介面31。
圖6係以一概念性方式繪示藉由狀態機15執行之操作之一圖。如先前描述，在第一狀態中，當未發送資料至輸入資料線17之條件持續一特定時間段時，狀態機15將通訊裝置10之狀態切換至第二狀態。接著，狀態機15等待一啟動信號之輸入(步驟S1)。
外部裝置24將一啟動信號發送至輸入資料線17，以在發送資料至通訊裝置10前將通訊裝置10之狀態切換至可接收資料之第一狀態。此啟動信號經由選擇器19輸入至暫存器16。一旦啟動信號輸入至暫存器16，狀態機15發送指示選擇器19選擇一時脈信號之一切換信號，且請求電力控制器22繼續將電力供應至時脈信號產生器13及暫存器11。再者，狀態機15將啟用時脈信號產生器13之功能之一CLK啟用信號發送至時脈信號產生器13。因此，時脈信號產生器13開始供應一時脈信號(步驟S2)，且經由選擇器19將時脈信號輸入至暫存器16。
接著，狀態機15設定用於發出一中斷至CPU 30之一條件；切換至資料獲取等待狀態；且如先前描述，在資料獲取等待狀態與資料獲取狀態之間重複切換以接收資料(步驟S3；在下列解釋中，有時稱為一「資料接收狀態」)。隨後，當出現相對於CPU 30之一中斷(步驟S4)時，狀態機15執行控制以經由匯流排介面31將所接收之資料發送至CPU 30(步驟S5)。同時，在出現相對於CPU 30之中斷後，若待接收更多資料，則狀態機15返回至資料接收狀態且接收資料。
當自外部裝置24之資料傳送結束時，不發送資料及有效信號至輸入資料線17。如先前描述，計時器40自最後資料片段發送至輸入資料線17之時刻開始量測時間(步驟S6)。若在一特定時間段內發送資料，則狀態機15接收資料(步驟S3)。然而，若未在一特定時間段內發送資料(即，若自計時器40接收一逾時通知信號)，則狀態機15執行控 制以將通訊裝置10之狀態切換至第二狀態(步驟S7)。如先前描述，在自計時器40接收一逾時通知信號後，狀態機15發送指示選擇器19選擇待發送至輸入資料線17之信號之一切換信號，且請求電力控制器至少停止將電力供應至時脈信號產生器13及暫存器11。在接收請求後，電力控制器22執行控制以至少停止將電力供應至時脈信號產生器13及暫存器11。因此，通訊裝置10之狀態經切換至表示電力節省模式之第二狀態。
同時，組態可使得計時器40經包含至通訊裝置10中或不包含至通訊裝置10中但藉由CPU 30啟動。
如上文描述，在實施例中，在表示通訊裝置10能夠接收資料之狀態之第一狀態中，當資料不發送至輸入資料線17之條件持續一特定時間段時，控制裝置14(狀態機15)執行控制以將通訊裝置10之狀態切換至電力消耗小於第一狀態中之第二狀態。因此，可能減小與資料接收相關之功能之電力消耗。
在實施例中，在第二狀態中，自一低位準至高位準之信號(其等發送至輸入資料線17)中之改變用作時脈信號之上升。然而，舉例而言，如在圖7中繪示，考量將發送至輸入資料線17之信號維持於低位準所持續之時間段表示發送啟動信所持續時間段之一情況，即，考量自一低位準至高位準之信號(發送至輸入資料線17)中之改變需要偵測為時脈信號之上升。在此情況中，如在圖8中繪示，一極性轉換器50可經安置於在輸入資料線17之側上之選擇器19之該輸入處。在圖8中繪示之實例中，極性轉換器50包含用於極性選擇之一選擇器51，其接收發送至輸入資料線17之信號輸入且接收藉由一NOT元件52將發送至輸入資料線17之信號反相而獲得之信號輸入。
在圖8中繪示之實例中，在啟動信號具有在圖4中繪示之波形的情況中，用於極性選擇之選擇器51選擇發送至輸入資料線17之信號且 將該等信號發送至選擇器19。然而，在啟動信號具有在圖7中繪示之波形的情況中，用於極性選擇之選擇器51選擇藉由NOT元件(諸如一反相器)52將發送至輸入資料線17之信號反相而獲得之信號且將經反相之信號發送至選擇器19。因此，本質上，極性轉換器50將發送至輸入資料線17之啟動信號之極性轉換為可藉由控制裝置14(狀態機15)偵測為一時脈信號之極性；且將轉換後之啟動信號發送至選擇器19。
同時，在實施例中，時脈信號產生器13經安置於通訊裝置10(接收器2)內側。然而，此並非唯一可能之情況。替代地，舉例而言，在時脈信號產生器13需要具有一高精確度之情況中，組態可使得可使用安裝於資訊處理裝置21之外側上之一晶體振盪器，且可在通訊裝置10之外側上以當通訊裝置10需要時發送時脈信號之此一方式控制時脈信號。
同時，在實施例中，通訊裝置10可視為對應於在申請專利範圍中提及之一「通訊裝置」。然而，替代地，舉例而言，包含通訊裝置10之資訊處理裝置21亦可視為對應於在申請專利範圍中提及之「通訊裝置」。仍替代地，包含於通訊裝置10中之接收器2亦可視為對應於在申請專利範圍中提及之「通訊裝置」。
同時，關於外部裝置24與資訊處理裝置21之間的通訊，替代使用一串列通訊介面，亦可能使用本質上雙向且具有兩個位元或更多位元之資料信號之一平行介面。即，外部裝置24與資訊處理裝置21之間的通訊可使用兩個位元或更多位元之一資料通訊線實現，且輸入資料線17表示兩個位元或更多位元之資料通訊線之一個位元。因此，使用兩個位元或更多位元之資料通訊線之一個位元能夠實施輸入資料線17。在此情況中，若複數個信號線(通訊信號線)之任何一個信號線經界定以發送啟動信號，且若該信號線用作輸入資料線17；則甚至在使用一並列介面的情況中，等待資料接收時發生的電力消耗可以與根據 實施例之串列介面相同之一方式減小。本質上，只要組態使得通訊裝置10包含含有輸入資料線17之複數個通訊信號線，則其符合目的。
雖然已描述特定實施例，但僅藉由實例呈現此等實施例，且不意在限制本發明之範疇。實際上，本文中描述之新穎實施例可體現為各種其他形式；此外，可在不脫離本發明之精神的情況下在本文中描述之實施例之形式中作出各種省略、替換及改變。隨附申請專利範圍及其等之等效物意在涵蓋將落於本發明之範疇及精神內之此等形式或修改。
2‧‧‧接收器
4‧‧‧輸出器
10‧‧‧通訊裝置
11‧‧‧暫存器
13‧‧‧時脈信號產生器
14‧‧‧控制裝置
17‧‧‧輸入資料線
18‧‧‧輸出資料線
22‧‧‧電力控制器
23‧‧‧記憶體
24‧‧‧外部裝置
30‧‧‧中央處理單元
31‧‧‧匯流排介面

Claims (8)

  1. 一種通訊裝置，其包括：一暫存器，其經由一輸入資料線接收來自一外部裝置之資料；及一控制器，在該通訊裝置能夠接收該資料之一第一狀態中，當該資料不發送至該輸入資料線之一條件持續一特定時間段時，該控制器執行控制以將該通訊裝置之狀態切換至電力消耗小於該第一狀態中之一第二狀態。
  2. 一種通訊裝置，其包括：一暫存器，其經由一輸入資料線接收來自一外部裝置之資料；一計時器，在指示該通訊裝置能夠接收該資料之一狀態之一第一狀態中，該計時器量測不發送資料至該輸入資料線之一時間段；及一控制器，當該計時器之一量測結果指示該資料不發送至該輸入資料線之一條件持續一特定時間段時，該控制器執行控制以將該通訊裝置之狀態切換至電力消耗小於該第一狀態中之一第二狀態。
  3. 如請求項1或2之裝置，其進一步包括一選擇器，用以選擇待發送至該輸入資料線之一信號或用於判定該控制器之一操作時間之一同步信號且將該經選擇之信號發送至該控制器之一控制記憶體裝置，其中當不發送該資料至該輸入資料線之條件持續該特定時間段時，該控制器發送一切換信號，該切換信號指示該選擇器選擇待發送至該輸入資料線之該信號，且請求一電力控制器，該電 力控制器控制至該通訊裝置之電力供應以停止將電力供應至一同步信號產生器及該暫存器，該同步信號產生器產生該同步信號。
  4. 如請求項3之裝置，其中，在該第二狀態中，用於將該通訊裝置切換至該第一狀態之一啟動信號自該外部裝置發送至該輸入資料線，且當該啟動信號經由該選擇器輸入至該控制記憶體裝置時，該控制器執行控制以將該通訊裝置切換至該第一狀態。
  5. 如請求項4之裝置，其中在該第二狀態中，當該啟動信號經輸入至該控制記憶體裝置時，該控制器發送一切換信號，該切換信號指示該選擇器選擇該同步信號，且請求該電力控制器繼續將電力供應至該同步信號產生器及該暫存器。
  6. 如請求項4之裝置，其進一步包括一極性轉換器，用以：將該啟動信號之極性轉換為可藉由該控制器偵測為該同步信號之極性，該啟動信號經發送至該輸入資料線；且將轉換後之啟動信號發送至該選擇器。
  7. 如請求項5之裝置，其進一步包括一極性轉換器，用以：將該啟動信號之極性轉換為可藉由該控制器偵測為該同步信號之極性，該啟動信號經發送至該輸入資料線；且將轉換後之啟動信號發送至該選擇器。
  8. 如請求項1之裝置，其中該輸入資料線係兩個位元或更多位元之一資料通訊線之一單一位元。
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