TWI454899B - 電子系統及其電源控制方法 - Google Patents

Description

電子系統及其電源控制方法

本發明係有關於電源管理，特別係關於一種於中央處理單元(central processing unit，以下簡稱為CPU)出現故障時亦可以進入省電模式的電子系統。

對於很多電池供電的消費性電子裝置而言，電能的消耗是一個重要的問題。因此需要延長可攜式系統的電池使用時間，可以通過提高電池技術或設計更省電的組件來達到此目的。

用於延長可攜式電子裝置的電池使用時間的一種傳統的方法是利用省電模式(亦即睡眠模式)。於電子裝置保持閒置期間，在某段時間過去後，CPU會將電子裝置的狀態存入記憶體中，並進入暫停狀態以消耗較小的電能。於大多數系統中，CPU管理省電程序。然而，當CPU出現故障時，系統不能進入省電模式。

為了解決當CPU出現故障時，系統不能進入省電模式的技術問題，本發明提供了一種電子系統及其電源控制方法。

本發明提供了一種電子系統，包含：系統核心模組，包含處理單元；電源，用以為系統核心模組提供電能；以及電源控制邏輯電路，根據觸發訊號，命令電源對系 統核心模組斷電；其中，電源控制邏輯電路以及系統核心模組使用不同的電源範圍，其中該觸發訊號是經由一通信埠來自一外部裝置。

本發明另提供了一種電源控制方法，用於電子系統，電子系統包含系統核心模組以及電源控制模組，電源控制方法包含：接收觸發訊號，其中，觸發訊號是藉由電源控制模組接收；對觸發訊號執行邏輯組合或鍵匹配，以判斷是否達到預設條件；以及當預設條件達到時，命令電源對系統核心模組斷電；其中系統核心模組以及電源控制模組使用不同的電源範圍，該觸發訊號包含用於要求該系統核心模組進入一省電模式之一內部訊號或一外部訊號。

本發明提供之電子系統及其電源控制方法，可藉由電源控制邏輯電路命令電源對系統核心模組斷電，使得即使CPU出現故障時，電子系統仍能進入省電模式。

為了讓本發明之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖示第3圖至第7圖，做詳細之說明。本發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。

第1圖為本發明一實施例之電子系統100A之方塊圖。電子系統100A可應用於數位照相機，數位記錄器(digital recorder，DVR)，消費或辦公裝置，行動電話，個人數位助理，或其他手持裝置以及自動機，但不限於此。電子系統100A包含積體電路10以及電源20，其中，積體電路10可以是晶片且包含系統核心模組30A以及電源控制模組30B。系統核心模組30A及電源控制模組30B使用不同的電源範圍，且電源20提供電壓VDD1以及VDD2(例如+5VSB以及+5V)，以分別為系統核心模組30A以及電源控制模組30B供電。於另一些實施例中，電源控制模組30B的電源與系統核心模組30A的電源是不同的，電源控制模組30B的電壓由電源20提供，而VDD1由另一電源提供。

系統核心模組30A可根據不同的命令提供多種功能，且包含處理單元(處理單元可以是CPU，為便於描述，於本發明實施例中均以CPU 11來表示，但其並非為本發明之限制)，系統匯流排(圖中未顯示)，內部記憶體單元(圖中未顯示)，直接記憶體存取(direct memory access，DMA)控制器(圖中未顯示)，動態隨機存取記憶體控制器(圖中未顯示)等。CPU 11執行常規計算並基於執行程序來控制整個系統。CPU 11可以被微處理單元(MPU)，數位訊號處理器，微處理器，或多重處理單元所取代。於此實施例中，電子系統100A可以操作於正常模式，省電模式(亦即睡眠模式或備用模式)等。於正常模式，電源 20為系統核心模組30A以及電源控制模組30B供電，然而，於省電模式，電源20停止為系統核心模組30A供電，且繼續為電源控制模組30B供電，亦即，電源20只提供電壓VDD2給電源控制模組30B。

電源20控制供應到系統核心模組30A的電能，以及根據內部訊號SINT以及外部訊號SEXT重設(reset)CPU 11。電源控制模組30B包含電源控制邏輯電路22以及內部電路24。電源控制邏輯電路22發送一斷電訊號(power down signal)SPRDN至CPU 11以控制電源20停止對系統核心模組30供電(亦即，進入省電模式)，以及/或發送一重設訊號SRST至CPU 11以重設整個系統100A。例如，內部電路24可以是即時計數器(real time counter，以下簡稱為RTC)，當預定時間期滿後，內部電路24產生一觸發訊號以作為內部訊號SINT，但不限於此。

電源控制邏輯電路22從內部電路24接收內部訊號SINT或外部訊號SEXT，並執行邏輯組合(logic combination)或鍵匹配(key matching)以決定輸出至電源20的斷電訊號SPRDN。例如，於接收外部訊號SEXT或內部訊號SINT後，電源控制邏輯電路22執行邏輯組合或鍵匹配，如果條件沒有達到，則回到閒置狀態。如果條件允許，電源控制邏輯電路22輸出斷電訊號SPRDN以命令電源20停止對系統核心模組30A供電(亦即，直接進入省電模式)。當條件達到時，電源控制邏輯電路22 輸出重設訊號SRST至CPU11以重設整個系統100A。

需要注意的是，電源控制邏輯電路22為數位邏輯電路，數位邏輯電路是由邏輯閘組成(邏輯閘包括：及閘，或閘，非閘，反及閘，反或閘以及/或異或閘)，而不是由微處理單元(microprocessing unit，以下簡稱為MPU)，數位訊號處理器，微控制器，CPU，或微處理器等可以執行儲存於儲存裝置(例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體)中的指令或命令的裝置組成。為了電源控制的目的，電源控制邏輯電路22被設計為非程式硬體電路。因此，電子系統100A比包括可程式處理器或控制器的系統更省電。

第2圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。如第2圖所示，電子系統100B與第1圖中的電子系統100A相似，唯一的不同在於電源控制模組30B更包含計數器26以及或閘OG1，以及電源控制邏輯電路22不是直接輸出斷電訊號SPRDN，而是觸發計數器26。

第3圖為第2圖所示之電子系統之電源控制方法之流程圖。電子系統100B的運作請同時參閱第2圖以及第3圖。

於步驟S310，電源控制邏輯電路22由內部電路24接收內部訊號SINT或外部訊號SEXT。接下來，於步驟S320，電源控制邏輯電路22執行邏輯組合或鍵匹配以決定致能訊號(enable signal)S1以及重設請求指示訊號(reset request indicating signal)S2。如果條件沒有達到， 流程回到步驟S310，且電源控制邏輯電路22繼續接收內部訊號SINT或外部訊號SEXT。如果條件允許，電源控制邏輯電路22輸出致能訊號S1至計數器26，以及輸出重設請求指示訊號S2至CPU 11。於步驟S330，計數器26根據接收到的致能訊號S1開始對預定時間計數。

於步驟S340，決定CPU 11是否重設計數器26。例如，如果CPU 11正常的運作(亦即，於喚醒模式)，CPU 11會為系統斷電負責，因此CPU 11根據接收到的重設請求指示訊號S2輸出重設訊號S3以重設計數器26，接下來，於步驟S350，CPU 11對電子系統110B斷電。如果CPU 11出現故障，CPU 11不會重設計數器26，且計數器26會繼續計數，直到時間期滿。

於步驟S350，根據重設請求指示訊號S2，CPU11執行斷電程式，因此電子系統100B藉由軟體進入省電模式。例如，CPU 11輸出訊號S4至或閘OG1，以及或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN至電源20。根據斷電訊號SPRDN，電源20停止對系統核心模組30A供電。因此，電子系統100B進入省電模式。

於步驟S360，判斷用於計數器26的預定時間是否期滿。如果CPU 11出現故障，CPU 11不會重設計數器26，因此計數器26繼續計數。如果預定時間期滿，於步驟S370，電子系統100B藉由硬體進入省電模式。

於步驟S370，計數器26輸出訊號S5至或閘OG1，且或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN至電源20。根據斷電 訊號SPRDN，電源20停止對系統核心模組30A供電。因此，電子系統100B進入省電模式。

第4圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。如第4圖所示，電子系統100C與第1圖中的電子系統100A相似，唯一的不同在於，RTC 241被作為內部電路24，以及紅外(infrared，以下簡稱為IR)接收器281由外部IR裝置(圖中未顯示)接收IR輸入訊號IRIN(亦即，外部訊號SEXT)。

RTC 241輸出一觸發訊號SRTC(亦即，內部訊號SINT)用以觸發電源控制邏輯電路22以輸出斷電訊號SPRDN至電源20。例如，CPU 11可以設定一預定時間。當RTC 241與CPU 11設定的預定時間相符時，RTC 241輸出訊號SRTC(亦即內部訊號SINT)至電源控制邏輯電路22。因此，電源控制邏輯電路22輸出斷電訊號SPRDN至電源20，以使電源20停止對系統核心模組30A供電(亦即，進入省電模式)。

第5圖為第4圖所示之電子系統之電源控制方法之流程圖。電子系統100C的運作請同時參閱第4圖以及第5圖。

於步驟S510，IR接收器281由外部IR裝置(圖中未顯示)接收IR輸入訊號IRIN(亦即，外部訊號SEXT)。於步驟S520，IR接收器281解碼IR輸入訊號IRIN以及輸出IR碼(鍵)(IR code(key))IRC至電源控制邏輯電路22。於步驟S530，電源控制邏輯電路22執行邏輯組合或鍵匹 配以判斷IR碼(鍵)IRC是否與預設IR碼相符。例如，預設IR碼可以藉由CPU 11設置至電源控制邏輯電路22。如果IR碼(鍵)IRC不同於預設IR碼，流程回到步驟S510。反之，如果電源控制邏輯電路22判斷出IR碼(鍵)IRC與預設IR碼相符，於步驟S540，電源控制邏輯電路22輸出斷電訊號SPRDN至電源，以使電源20停止對系統核心模組30A供電(亦即，進入省電模式)，其中，預設IR碼是由CPU 11設置。

第6圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。如第6圖所示，電子系統100D與第2圖中的電子系統100B相似，唯一的不同在於，RTC 241被作為內部電路24，以及IR接收器281由外部IR裝置(圖中未顯示)接收IR輸入訊號IRIN(亦即，外部訊號SEXT)。RTC 241輸出一觸發訊號SRTC(亦即，內部訊號SINT)以觸發電源控制邏輯電路22輸出斷電訊號SPRDN至電源20。

根據來自內部電路24的觸發訊號SRCT，電源控制邏輯電路22執行邏輯組合或鍵匹配以決定是否輸出致能訊號S1以及重設請求指示訊號S2。當條件達到，電源控制邏輯電路22輸出致能訊號S1至計數器26，以及輸出重設請求指示訊號S2至CPU 11。因此，計數器26根據接收到的致能訊號S1開始對預定時間計數。如果CPU 11正常的運作(亦即，於喚醒模式)，則CPU 11輸出重設訊號S3以重設計數器26。因此，CPU 11執行斷電程式以使電子系統100D藉由軟體進入省電模式。例如，CPU 11 輸出訊號S4至或閘OG1。或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN至電源20。電源20根據斷電訊號SPRDN停止對系統核心模組30A供電。

反之，如果CPU 11出現故障，不能輸出訊號S3以重設計數器26。則計數器26保持計數，直到達到預定時間。當預定時間期滿，計數器26輸出訊號S5，以使或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN。因此，電源20根據斷電訊號SPRDN停止對系統核心模組30A供電，且電子系統100D進入省電模式。

第7圖為第6圖所示之電子系統之電源控制方法之流程圖。電子系統100 D的運作請同時參閱第6圖以及第7圖。

於步驟S710，IR接收器281由外部IR裝置接收IR輸入訊號IRIN。於步驟S720，IR接收器281解碼IR輸入訊號IRIN以及輸出IR碼(鍵)IRC至電源控制邏輯電路22。於步驟S730，電源控制邏輯電路22執行邏輯組合或鍵匹配以判斷IR碼(鍵)IRC是否與預設IR碼相符。如果IR碼(鍵)IRC不同於預設IR碼，則流程進行至步驟S710。

反之，如果電源控制邏輯電路22判斷出IR碼(鍵)IRC與預設IR碼相符，則於步驟S740，電源控制邏輯電路22輸出致能訊號S1至計數器26，以使計數器26開始對預定時間計數，且電源控制邏輯電路22亦輸出重設請求指示訊號S2至CPU 11，其中，預設IR碼是由CPU 11設定。

於步驟S750，判斷CPU 11是否重設計數器26。例如，如果CPU 11正常的運作(亦即，於喚醒模式)，則斷電是藉由斷電軟體來執行，且CPU 11輸出訊號S4至或閘OG1並輸出重設訊號S3至計數器26。電源20根據斷電訊號SPRDN停止對系統核心模組30A供電。

如果CPU 11出現故障，不能輸出訊號S3以重設計數器26，則接著執行步驟S760。於步驟S760，判斷預定時間是否期滿。當CPU 11出現故障，計數器26因此不能被重設，以及計數器26繼續計數，直到達到預定時間。接下來，計數器26輸出訊號S5，以使或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN(於步驟S370)，且電源20停止對系統核心模組30A供電。

第8圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。如第8圖所示，電子系統100E與第4圖中的電子系統100C相似，唯一的不同在於，電源控制邏輯電路22不僅可由來自RTC 241的觸發訊號SRTC以及IR輸入訊號IRIN觸發，電源控制邏輯電路22亦可以由來自通信埠(communication port)(圖中未顯示)的觸發訊號SGPIO(亦即，外部訊號SEXT)觸發。例如，訊號SGPIO可以由外部裝置(圖中未顯示)產生，且經由通信埠傳輸至電源控制邏輯電路22，以指示電子系統100E進入省電模式。藉由任何內部或外部觸發訊號致能電源控制邏輯電路22以輸出斷電訊號SPRDN的運作與第4圖所示的電子系統100C相似，因此，為了簡要，在此將其省略。

於此實施例中，電源控制邏輯電路22可以被來自通信埠的訊號SGPIO觸發，以輸出斷電訊號SPRDN至電源20。例如，通信埠可以是通用輸入/輸出(general purpose input/output，以下簡稱為GPIO)埠或RS232埠，但不限於此。根據接收到的訊號SGPIO，電源控制邏輯電路22輸出斷電訊號SPRDN至電源20，以使電源20停止對系統核心模組30A供電(亦即，進入省電模式)。於此實施例中，訊號IRIN，以及GPIO皆被當作來自外部裝置(圖中未顯示)的外部訊號，以及觸發訊號STRC被當作是內部訊號。

第9圖為本發明另一實施例之電子系統100F之方塊圖，電子系統100F與第8圖中的電子系統100E相似，唯一的不同在於，電源控制模組30B更包含計數器26以及或閘OG1，且電源控制邏輯電路22不是直接輸出斷電訊號SPRDN，而是觸發計數器26。

電源控制邏輯電路22接收內部訊號SRTC，IR碼(鍵)IRC，觸發訊號SGPIO，以及基於類比訊號SANA產生的訊號S7，接下來，電源控制邏輯電路22執行邏輯組合或鍵匹配以決定輸出致能訊號S1以及重設請求指示訊號S2。例如，類比訊號SANA可以是溫度偵測(temperature detection)訊號或語音訊號，但不限於此。

當條件達到，電源控制邏輯電路22輸出致能訊號S1至計數器26，以及輸出重設請求指示訊號S2至CPU 11。例如，根據接收到的類比訊號SANA，類比數位轉換 器(analog-to-digital converter，以下簡稱為ADC)29將類比訊號SANA轉換為對應的訊號S7(亦即，觸發訊號)，且將訊號S7輸出至電源控制邏輯電路22。接下來，電源控制邏輯電路22對訊號S7執行邏輯組合或鍵匹配，且當預定條件達到時，輸出致能訊號S1至計數器26，輸出重設請求指示訊號S2至CPU 11。例如，當訊號S7(亦即，訊號SANA)與預定碼相符時，電源控制邏輯電路22輸出致能訊號S1至計數器26，以及輸出重設請求指示訊號S2至CPU 11。

根據接收到的致能訊號S1，計數器26開始對預定時間進行計數。CPU 11正常運作(亦即，於喚醒模式)，則根據接收到的重設請求指示訊號S2，CPU 11輸出重設訊號S3以重設計數器26。CPU11執行斷電程式，以使電子系統100F藉由軟體進入省電模式。CPU 11輸出訊號S4，以使或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN至電源20。接下來，根據斷電訊號SPRDN，電源20停止對系統核心模組30A供電，以使電子系統100F進入省電模式。

如果CPU 11出現故障，不能重設計數器26，則計數器26繼續計數，直到達到預定時間。當預定時間期滿，計數器26輸出訊號S5以使或閘OG1輸出斷電訊號SPRDN。因此，根據斷電訊號SPRDN，電源20停止對系統核心模組30A供電，以使電子系統100F進入省電模式。

因為當CPU於預定時間內沒有應答時，電源控制邏 輯電路可以關閉系統核心模組，所以即使當CPU出現故障時，本發明實施例中的電子系統仍可以進入省電模式。另外，因為本發明實施例中的電源控制邏輯電路可以是不帶有MPU，數位訊號處理器，微控制器，CPU，或微處理器的數位邏輯電路，其中MPU，數位訊號處理器，微控制器，CPU，或微處理器可以執行儲存於儲存裝置中的指令或命令。因此，本發明實施例中的電子系統比包含MPU，數位訊號處理器，微控制器，CPU，或微處理器的電子系統更省電。

於本發明的另一些實施例中，斷電訊號SPRDN被發送到系統核心模組30A，來重設CPU 11以恢復電子系統。例如，當CPU 11運作不正常時，計數器26將不會被CPU 11重設，且計數器26發送斷電訊號至CPU 11以重設CPU 11。斷電訊號SPRDN可以被發送到電源20，以命令電子系統100F進入省電模式。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100A、100B、100C、100D、100E、100F‧‧‧電子系統

10‧‧‧積體電路

11‧‧‧CPU

20‧‧‧電源

22‧‧‧電源控制邏輯電路

24‧‧‧內部電路

26‧‧‧計數器

241‧‧‧RTC

281‧‧‧IR接收器

29‧‧‧ADC

30A‧‧‧系統核心模組

30B‧‧‧電源控制模組

OG1‧‧‧或閘

S310至S370、S510至S540、S710至S770‧‧‧步驟

第1圖為本發明一實施例之電子系統之方塊圖。

第2圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。

第3圖為第2圖所示之電子系統之電源控制方法之 流程圖。

第4圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。

第5圖為第4圖所示之電子系統之電源控制方法之流程圖。

第6圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。

第7圖為第6圖所示之電子系統之電源控制方法之流程圖。

第8圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。

第9圖為本發明另一實施例之電子系統之方塊圖。

100A‧‧‧電子系統

10‧‧‧積體電路

11‧‧‧CPU

20‧‧‧電源

22‧‧‧電源控制邏輯電路

24‧‧‧內部電路

30A‧‧‧系統核心模組

30B‧‧‧電源控制模組

Claims (14)

1. 一種電子系統，包含：一系統核心模組，包含一處理單元；一電源，為該系統核心模組提供電能；以及一電源控制邏輯電路，根據一觸發訊號，命令該電源對該系統核心模組斷電；其中，該電源提供電能至該電源控制邏輯電路，並且該電源控制邏輯電路以及該系統核心模組使用不同的電源範圍，其中該觸發訊號是經由一通信埠來自一外部裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其中，該電源控制邏輯電路為非程式之電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其中，該電源控制邏輯電路執行一邏輯組合或一鍵匹配以決定是否命令該電源對該系統核心模組斷電。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其中，該電源根據來自該電源控制邏輯電路之一斷電訊號，停止對該系統核心模組供電。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，更包含一即時計數器，用以產生該觸發訊號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，更包含一紅外接收器，用以根據一接收到的紅外訊號產生該觸發訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，更包含一類比數位轉換器，用以根據一接收到的類比訊號產生該觸發訊號。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其中該電源控制邏輯電路根據該觸發訊號重設該處理單元。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，更包含：一計數器，根據所接收到的來自該電源控制邏輯電路之一致能訊號，開始對一預定時間計數，以及如果在該預定時間內沒有接收到來自該處理單元的一重設訊號，則輸出一第一訊號以命令該電源對該系統核心模組斷電；其中該電源控制邏輯電路根據該觸發訊號發送一重設請求指示訊號至該處理單元，且發送該致能訊號至該計數器，以及如果該處理單元運作於一正常模式，則該處理單元根據接收到的該重設請求指示訊號，發送該重設訊號至該計數器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子系統，其中，如果該處理單元運作於一正常模式，則該處理單元執行一斷電程式以及輸出一第二訊號以命令該電源對該系統核心模組斷電。
11. 一種電源控制方法，用於一電子系統，該電子系統包含一系統核心模組以及一電源控制模組，該電源控制方法包含：接收一觸發訊號，其中，該觸發訊號是藉由該電源控制模組接收；對該觸發訊號執行邏輯組合或鍵匹配，以判斷是否達到一預設條件；以及當該預設條件達到時，命令一電源對該系統核心模組 斷電；其中該電源提供電能至該電源控制邏輯電路，並且該系統核心模組以及該電源控制模組使用不同的電源範圍，該觸發訊號包含用於要求該系統核心模組進入一省電模式之一內部訊號或一外部訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電源控制方法，更包含：利用該電源控制模組來發送一重設訊號，以重設該系統核心模組之一處理單元。
13. 如申請專利範圍第11項所述之電源控制方法，更包含：當該預設條件達到時，對一預定時間計數；以及如果該處理單元運作於一正常模式，停止計數且藉由該處理單元對該系統核心模組斷電，或者，當計數該預定時間後，藉由該電源控制模組對該系統核心模組斷電。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電源控制方法，其中，如果該處理單元運作於一正常模式，則該處理單元發送一重設請求指示訊號以停止計數，執行一斷電程式以關閉該系統核心模組。