TWI838878B - 喚醒電路以及喚醒方法 - Google Patents

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Abstract

一種喚醒電路，用於使控制器從省電模式喚醒，其包括判斷電路以及觸發電路。判斷電路接收喚醒信號以及表示控制器的操作狀態的第一信號。當喚醒信號被致能時，判斷電路根據第一信號來判斷控制器是否已被成功喚醒以產生一控制信號。觸發電路接收控制信號，且產生觸發信號。當判斷電路判斷出控制器尚未被成功喚醒，觸發電路根據控制信號致能觸發信號至少一次以喚醒控制器，直到控制器被成功喚醒為止。

Description

喚醒電路以及喚醒方法
本發明是有關於一種喚醒電路與方法，特別是有關於一種喚醒電路與方法，其能確保系統被成功喚醒。
一般而言，電腦系統具有電源管理功能，例如進階組態與電源介面(advanced configuration and power interface，ACPI)標準，以根據電腦系統的運作狀態來調整電源供應量，達到省電的目的。當電腦系統閒置時，一般會進入省電模式。當電腦系統要運作時，須先電腦系統從省電模式中喚醒。然而，當電腦系統進入省電模式後再被喚醒時，喚醒信號可能會被系統內的數位邏輯鎖忽略，造成無法電腦系統無法成功被喚醒。
有鑑於此，本發明提出一種喚醒電路與方法，其可在依據喚醒信號未能成功喚醒系統時能而補償喚醒系統，直到系統被喚醒成功為止。
本發明之一實施例提供一種喚醒電路，用於使控制器從省電模式喚醒，其包括判斷電路以及觸發電路。判斷電路接收喚醒信號以及表示控制器的操作狀態的第一信號。當喚醒信號被致能時，判斷電路根據第一信號來判斷控制器是否已被成功喚醒以產生一控制信號。觸發電路接收控制信號，且產生觸發信號。當判斷電路判斷出控制器尚未被成功喚醒，觸發電路根據控制信號致能觸發信號至少一次以喚醒控制器，直到控制器被成功喚醒為止。
本發明之另一實施例提供一種喚醒方法，用於使控制器從省電模式喚醒，包括以下步驟：接收喚醒信號；反應於喚醒信號，根據控制器的一操作狀態判斷控制器是否已被成功喚醒；以及當判斷出控制器尚未被成功喚醒，致能一觸發信號至少一次以喚該控制器，直到該控制器被成功喚醒為止。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1A圖係表示本發明一實施例的能執行補償喚醒操作的電子系統。參閱第1A圖，電子系統1包括喚醒電路10以及控制器11。喚醒電路10耦接控制器11，用以根據喚醒信號S10至少一次喚醒控制器11，直到控制器11成功地從省電模式喚醒為止。在本發明的一實施例中，控制器11可以是一微控制單元(microcontroller unit，MCU)。控制器11的操作頻率、操作電壓、以及/或操作電流等操作參數的高低或大小可反映出控制器11的操作狀態。舉例來說，當控制器11正常操作時，其操作頻率較高，且操作電壓與電流較大；當控制器11非正常操作時，其操作頻率較低，且操作電壓與電流較小。因此，根據這些操作參數，可得知控制器11的當前操作狀態。
喚醒電路10接收喚醒信號S10、信號S11、以及信號S13。信號S11表示控制器11是否處於省電模式。信號S13係表示控制器11的當前操作狀態。根據進階組態與電源介面(advanced configuration and power interface，ACPI)標準，定義了幾種電源狀態，包括正常工作狀態G0、睡眠狀態G1、軟關閉狀態G2、以及機械關閉狀態G3。正常工作狀態G0中，系統的所有元件皆可工作，未進入睡眠或休眠，且未使用的元件可接收較低的電源以節省電源。依據電源耗用量，從最高到最低電源耗用量，睡眠狀態G1又可細分為S1~S4狀態。在睡眠狀態G1與軟關閉狀態G2狀態中，系統的部分裝置或元件未被供電，而進入睡眠或休眠，因此電源耗用量較低。而在機械關閉狀態G3中，系統斷電，即所有的裝置或元件都未被供電。
在本發明的一實施例中，上述的省電模式是指控制器11消耗較少電源量時所處的模式或狀態，例如為睡眠狀態G1或軟關閉狀態G2。信號S11係預先儲存於控制器11的記憶體110(例如唯讀記憶體(read-only memory，ROM))中。當控制器11處於省電模式時，信號S11處於一致能狀態，例如，信號S11具有一高電壓位準或其值為”1”。當控制器11並非處於省電模式(即尚未進入省電模式，或進入省電模式後已離開省電模式)時，信號S11具有一禁能狀態，例如，信號S11處於一低電壓位準或其值為”0”。
喚醒信號S10可反應於與電子系統1相關的一特定事件而被致能(例如，由一低電壓位準切換為一高電壓位準)而具有一致能脈波。在一實施例中，上述特定事件可觸發控制器11從省電模式中喚醒。上述特定事件包括電子系統1的一計時器(例如，控制器11內的計時器)完成一預設喚醒時間的計數、電子系統1的電源按鈕的觸發、一裝置(例如USB裝置)連接至電子系統1或自電子系統1移除、偵測到一輸入裝置(例如鍵盤、滑鼠、觸控板)的輸入、偵測到語音的輸入、以及/或啟動電子系統1的一應用程式等等。
喚醒電路10包括判斷電路100以及觸發電路101。判斷電路100接收喚醒信號S10以及表示控制器11的操作狀態的信號S13。當喚醒信號S10被致能時，判斷電路100根據信號S13來判斷控制器11是否已被成功喚醒，並根據判斷結果產生控制信號S15。如上所述，根據操作狀態的至少一操作參數(例如操作頻率、操作電壓、以及/或操作電流)可得知控制器11是否正常操作。在此實施例中，信號S13表示控制器11的操作狀態，且進一步而言，信號S13的一特徵值表示一操作參數。因此，根據表信號S13的特徵值可得知控制器11是否已被成功喚醒以正常操作。在一實施例中，信號S13的特徵值可以是信號S13的頻率值或電壓位準值。
觸發電路101接收來自判斷電路100的控制信號S15以及接收表示控制器11是否處於省電模式的信號S11，且產生觸發信號S12。當觸發電路101接收到具有致能狀態(表示控制器11處於省電模式)的信號S11且接收到表示控制器11尚未被成功喚醒的控制信號S15時，觸發電路101致能觸發信號S12至少一次，以至少一次喚醒控制器11，直到控制器11被成功喚醒為止。
在上述第1A圖的實施例中，喚醒電路10係設置在控制器(例如，微控制單元(MCU))11的外部。而在其他實施例中，如第1B圖所示，喚醒電路10可設置在控制器11的內部。
以下將詳細說明本案喚醒電路10以及控制器11的詳細操作。
第2A圖係表示根據本發明另一實施例的電子系統。參閱第2A圖，判斷電路100包括偵測器100A以及或閘100B。偵測器100A接收喚醒信號S10以及表示控制器11的操作狀態的信號S13。偵測器100A產生偵測信號S14。或閘100B的一輸入端接收喚醒信號S10，且另一輸入端接收偵測信號S14。或閘100B產生控制信號S15。
觸發電路101包括及閘101A。及閘101A的一端接收表示控制器11是否處於省電模式的信號S11，另一端接收來自或閘100B的控制信號S15。及閘101A產生觸發信號S12。觸發信號S12-被傳送至控制器11。每當觸發信號S12被致能一次，控制器11被喚醒一次。
當控制器11處於省電模式時，預先儲存在記憶體110的信號S11具有一高位準或其值為”1”。當發生一特定事件時，喚醒信號S10被致能以具有一致能脈波。根據喚醒信號S10的致能脈波，或閘100B產生的控制信號S15被致能以具有一致能脈波。根據高位準的信號S11以及控制信號S15的致能脈波，及閘101所產生的觸發信號S12被致能以具有一致能脈波。基於觸發信號S12的致能脈波，控制器11被喚醒(第一次喚醒)。
當喚醒信號S10被致能時，偵測器100A偵測信號S13的一特徵值且偵測此特徵值是否大於一預設值。根據上述，當控制器11尚未被成功喚醒時，其操作頻率較低、或者操作電壓或電流較小，使得控制器11非正常操作。在此情況下，表示一操作參數的信號S13的一特徵值較小。因此，當控制器11尚未被成功喚醒時，偵測器100A偵測到信號S13的特徵值未大於預設值。由於信號S13的特徵值對應控制器11的一操作參數，因此，偵測信號S13的特徵值是否大於一預設值，實現了偵測的偵測控制器11的一操作參數是否大於一預設值，藉以判斷控制器11是否被成功喚醒。在偵測器100A偵測到信號S13的特徵值未大於預設值的情況下，偵測器S14產生的偵測信號S14被致能以具有一致能脈波。根據喚醒信號S10在其致能脈波後的低電壓位準以及偵測信號S14的致能脈波，或閘100B產生的控制信號S15再次被致能以具有一致能脈波。根據高位準的信號S11以及控制信號S15的致能脈波，及閘101產生的觸發信號S12再次被致能以具有一致能脈波。基於觸發信號S12的致能脈波，控制器11再次被喚醒(第二次喚醒)。
在第二次喚醒之後，偵測器100A再次偵測信號S13的特徵值且偵測此特徵值是否大於預設值。當偵測器100A偵測到信號S13的特徵值仍未大於預設值的情況下，偵測器S14產生的偵測信號S14再次被致能以具有一致能脈波。根據偵測信號S14的致能脈波，並透過或閘100B以及及閘101的操作，觸發信號S12再次被致能以具有一致能脈波。基於觸發信號S12的致能脈波，控制器11又再次被喚醒(第三次喚醒)。
在第三次喚醒之後，偵測器100A持續偵測信號S13的特徵值是否大於預設值。每當偵測到偵測信號S13的特徵值不大於預設值(即，控制器11未被成功喚醒)，偵測器S14產生的偵測信號S14被致能，直到偵測信號S13的特徵值大於預設值為止。透過上述操作狀態的偵測以及上述對控制器11的多次喚醒，喚醒電路10實現了補償喚醒操作。
當控制器11基於補償喚醒操作的任一次喚醒而被成功喚醒時，其操作頻率變為較高、或者操作電壓或電流變為較大，使得控制器11正常操作。此時，控制器11改變信號S11為處於一禁能狀態，例如，信號S11變為具有一低電壓位準或其值為”0”。此時，根據低位電壓位準以及其值為”0”的信號S11，及閘101所產生的觸發信號S12被禁能而具有一低電壓位準，即在觸發信號S12上不再發生致能脈波。
之後，控制器11可能再次進入到省電模式。當欲喚醒控制器11時，喚醒電路10則根據喚醒信號S10的致能而進行上述的補償喚醒操作，以使控制器11成功地從省電模式喚醒。
根據上述，當發生一特定事件而喚醒控制器11時，喚醒電路10根據喚醒信號S10的觸發而執行上述的補償喚醒操作。透過補償喚醒操作，可判斷出控制器11是否已成功地從省電模式喚醒。若控制器11尚未成功喚醒，喚醒電路10不斷地觸發對控制器11的喚醒，直到偵測控制器11成功地從省電模式喚醒。
根據上述實施例，判斷控制器11是否已成功地從省電模式喚醒，係透過偵測器100A偵測信號S13的一特徵值是否大於一預設值來實現。以下將透過數個實施例來說明不同的特徵值以及各特徵值所對應的操作參數。
在上述第2A圖的實施例中，喚醒電路10係設置在控制器(例如，微控制單元(MCU))11的外部。而在其他實施例中，如第2B圖所示，喚醒電路10可設置在控制器11的內部。
第3A圖係表示根據本發明又一實施例的電子系統。參閱第3A圖，電子系統1更包括時脈產生器30。在第3A圖的實施例中，時脈產生器30是設置在控制器11之內，且時脈產生器30可以是一內部高頻電組-電阻(internal high frequency RC，HIRC)振盪器或一鎖相迴路(phase-locked loop，PLL)電路等可產生時脈信號的電路。在另一實施例中，時脈產生器30可設置在控制器11之外，且時脈產生器30可以是一外部高頻晶振(external high frequency crystal，HXT)振盪器等可產生時脈信號的電路。
時脈產生器30是操作以產生一時脈信號CLK。時脈信號CLK的頻率作為控制器11的操作頻率，是控制器11的多個操作參數之一者。在此實施例中，時脈信號CLK被輸出以作為信號S13，並提供至偵測器100A。偵測器100A偵測信號S13的頻率值作為其特徵值，且偵測信號S13的頻率值(對應一操作參數)是否大於一預設值。依據偵測結果，偵測器100A決定是否致能偵測信號S14。在此實施例中，偵測器100A、或閘100B、以及及閘101A的操作請參閱第2A圖實施例的相關說明，在此省略。
在上述第3A圖的實施例中，喚醒電路10係設置在控制器(例如，微控制單元(MCU))11的外部。而在其他實施例中，如第3B圖所示，喚醒電路10可設置在控制器11的內部。
第4A圖係表示根據本發明又一實施例的電子系統。參閱第4A圖，電子系統1更包括電源電路40。在第4A圖的實施例中，電源電路40是設置在控制器11之外，且電源電路40可以是交流-直流轉換器、一直流-直流轉換器、或一低壓降穩壓器(low dropout regulator，LDO)等可產生直流電壓(例如，DADD或AVDD電壓)的電路。在另一實施例中，電源電路40可設置在控制器11之內，且電源電路40可以是一直流-直流轉換器或一低壓降穩壓器等可產生直流電壓的電路。
電源電路40是操作以產生一電壓V OUT，作為控制器11的操作電壓，其是控制器11的多個操作參數之一者。在此實施例中，偵測器100A接收來自電源電路40的電壓V OUT，使得信號S13的電壓位準等於電壓V OUT。偵測器100A偵測信號S13的電壓位準作為其特徵值，且偵測信號S13的電壓位準是否大於一預設值。依據偵測結果，偵測器100A決定是否致能偵測信號S14。在此實施例中，偵測器100A、或閘100B、以及及閘101A的操作請參閱第2A圖實施例的相關說明，在此省略。
在上述第4A圖的實施例中，喚醒電路10係設置在控制器(例如，微控制單元(MCU))11的外部。而在其他實施例中，如第4B圖所示，喚醒電路10可設置在控制器11的內部。
第5A圖係表示根據本發明又一實施例的電子系統。參閱第5A圖，電子系統1還包括電源電路50與電流偵測器51。在第5A圖的實施例中，電源電路50是設置在控制器11之外，且電源電路40可以是交流-直流轉換器、一直流-直流轉換器、或一低壓降穩壓器等可產生直流電壓的電路。在另一實施例中，電源電路50可設置在控制器11之內，且電源電路50可以是一直流-直流轉換器或一低壓降穩壓器等可產生直流電壓的電路。電流偵測器51耦接電源電路50的輸出端。電流偵測器51可設置在控制器11之外或之內。
電源電路50是操作以產生一電壓，且經由其輸出端將電壓提供至控制器11。控制器11依據其目前的運作需求或所處的電源狀態而自電源電路50抽取電流I OUT。電流I OUT作為控制器11的操作電流，其是控制器11的多個操作參數之一者。電流偵測器51耦接電源電路50的輸出端以偵測電流I OUT的大小，並產生對應的電流信號SI。在此實施例中，電流信號SI被輸出以作為信號S13，並提供至偵測器100A。偵測器100A偵測信號S13的電壓位準或數值作為其特徵值，且偵測信號S13的電壓位準是否大於一預設值。依據偵測結果，偵測器100A決定是否致能偵測信號S14。在此實施例中，偵測器100A、或閘100B、以及及閘101A的操作請參閱第2A圖實施例的相關說明，在此省略。
在上述第4B圖的實施例中，喚醒電路10係設置在控制器(例如，微控制單元(MCU))11的外部。而在其他實施例中，如第5B圖所示，喚醒電路10可設置在控制器11的內部。
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，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動與潤飾，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。
1:電子系統 10:喚醒電路 11:控制器 30:時脈產生器 40, 50:電源電路 51:電流偵測器 100:判斷電路 100A:偵測器 100B:或閘 101:觸發電路 101A:及閘 110:記憶體(ROM) CLK:時脈信號 S10:喚醒信號 S11:信號 S12:觸發信號 S13:信號 S14:偵測信號 S15:控制信號 V OUT:電壓 I OUT:電流
第1A圖表示本發明一實施例的能執行補償喚醒操作的電子系統。 第1B圖表示本發明一實施例的能執行補償喚醒操作的電子系統，其中，喚醒電路設置在控制器的內部。 第2A圖表示本發明另一實施例的能執行補償喚醒操作電子系統，其顯示電子系統的喚醒電路的詳細架構。 第2B圖表示本發明另一實施例的能執行補償喚醒操作電子系統，其顯示電子系統的喚醒電路的詳細架構，其中，喚醒電路設置在控制器的內部。 第3A圖表示本發明一實施例的電子系統，其根據操作頻率來執行補償喚醒操作。 第3B圖表示本發明另一實施例的電子系統，其根據操作頻率來執行補償喚醒操作，其中，喚醒電路設置在控制器的內部。 第4A圖表示本發明一實施例的電子系統，其根據操作電壓來執行補償喚醒操作。 第4B圖表示本發明另一實施例的電子系統，其根據操作電壓來執行補償喚醒操作，其中，喚醒電路設置在控制器的內部。 第5A圖表示本發明一實施例的電子系統，其根據操作電流來執行補償喚醒操作。 第5B圖表示本發明另一實施例的電子系統，其根據操作電流來執行補償喚醒操作，其中，喚醒電路設置在控制器的內部。
1:電子系統 10:判斷電路 11:控制器 100:判斷電路 101:觸發電路 110:記憶體(ROM) S10:喚醒信號 S11:信號 S12:觸發信號 S13:信號 S15:控制信號

Claims (10)

  1. 一種喚醒電路，用於使一控制器從一省電模式喚醒，包括：一判斷電路，接收一喚醒信號以及表示該控制器的一操作狀態的一第一信號，其中，當該喚醒信號被致能時，該判斷電路根據該第一信號來判斷該控制器是否已被成功喚醒以產生一控制信號；以及一觸發電路，接收該控制信號，且產生一觸發信號；其中，當該喚醒信號被致能且該判斷電路判斷出該控制器尚未被成功喚醒，該觸發電路根據該控制信號致能該觸發信號至少一次以喚醒該控制器，直到該控制器被成功喚醒為止。
  2. 如請求項1的喚醒電路，其中：該觸發電路更接收對應該省電模式的一第二信號；當該控制器處於該省電模式時，該第二信號具有一致能狀態，且該觸發電路根據該控制信號致能該觸發信號至少一次以喚醒該控制器；以及當該控制器尚未處於該省電模式時，該第二信號具有一禁能狀態，且該觸發電路不再致能該觸發信號。
  3. 如請求項1的喚醒電路，其中：當該喚醒信號被致能時，該判斷電路開始執行一判斷操作以至少一次判斷該控制器是否已被成功喚醒；以及每當該判斷電路判斷出該控制器尚未被成功喚醒，該判斷電路致能該控制信號，且該觸發電路根據被致能的該控制信號來致能該 觸發信號以喚醒該控制器。
  4. 如請求項1的喚醒電路，其中，該控制器的該操作狀態係有關於耦接該控制器的一時脈產生器所產生的一時脈信號的頻率、或耦接該控制器的一電源電路所輸出的一電壓或一電流。
  5. 如請求項4的喚醒電路，其中，該時脈產生器包括一內部高頻電組-電阻(internal high frequency RC，HIRC)振盪器、一外部高頻晶振(external high frequency crystal，HXT)振盪器、或一鎖相迴路(phase-locked loop，PLL)電路。
  6. 如請求項1的喚醒電路，其中，該判斷電路包括：一偵測器，接收該喚醒信號以及該第一信號，其中，當該喚醒信號被致能時，該偵測器至少一次偵測該第一信號的一特徵值是否大於一預設值以產生一偵測信號；以及一或閘，接收該喚醒信號以及該偵測信號，且產生該控制信號；其中，每當該偵測器判斷出該第一信號的該特徵值未大於該預設值，該偵測器致能該偵測信號，該或閘致能該控制信號，且該觸發電路根據被致能的該控制信號來致能該觸發信號以喚醒該控制器被致能。
  7. 如請求項6的喚醒電路，其中，該第一信號的該特徵值對應該操作狀態的一操作參數，且該操作參數為該控制器的一操作頻率、或提供至該控制器的一操作電壓或操作電流。
  8. 如請求項1的喚醒電路，其中，該控制器為一微控制單元(microcontroller unit，MCU)。
  9. 一種喚醒方法，用於使一控制器從一省電模式喚 醒，包括：接收一喚醒信號；反應於該喚醒信號被致能，根據該控制器的一操作狀態判斷該控制器是否已被成功喚醒；以及當該喚醒信號被致能且判斷出該控制器尚未被成功喚醒，致能一觸發信號至少一次以喚醒該控制器，直到該控制器被成功喚醒為止。
  10. 如請求項9的喚醒方法，其中，判斷該控制器是否已被成功喚醒包括：偵測該操作狀態的一操作參數；以及根據該喚醒信號，偵測對應該操作參數是否大於一預設值；其中，當該控制器未被成功喚醒時，該操作參數的未大於該預設值。
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