[发明专利]用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法

权利要求书

1.一种用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，其特征在于，所述方法将芯片工作模式分为正常工作模式和低功耗工作模式两类，当芯片工作在正常工作模式时，可以根据具体应用的需求，配置芯片的工作频率，降低时钟频率以节省由于时钟不必要翻转所带来的大部分动态功耗；芯片不需要处理任务时则选择工作在低功耗工作模式，在低功耗工作模式下，芯片内部的时钟或某些区域的电源会自动进行关断，进而节省动态功耗和静态功耗。

2.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，其特征在于，所述芯片的不同工作频率通过分频一个时钟源实现，也可以设计芯片时钟输入为多种时钟源。

3.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，其特征在于，所述芯片内部电源在低功耗工作模式关断，芯片内部根据功能需求划分为多个电压区域。

4.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，其特征在于，无线传感器网络核心芯片通过状态机来控制工作模式在正常工作模式和低功耗工作模式间切换。

5.根据权利要求1或3或4所述的用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，其特征在于，芯片低功耗工作模式分为空闲工作模式和休眠工作模式，空闲工作模式只关断模块时钟，休眠工作模式关断模块时钟和芯片内部某些区域电源。

6.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，其特征在于，设计方法将芯片工作模式分为两大类，正常工作模式和低功耗工作模式，工作模式的切换受控于状态机，其切换步骤为：

Ⅰ、当前工作模式为正常工作模式，需要进入的下一个工作模式为低功耗工作模式，在状态机的控制下关断时钟、电源后进入低功耗工作模式，进入步骤Ⅱ；如果当前工作模式为低功耗工作模式，在状态机的控制下进行唤醒，过程是以下步骤的逆操作；

Ⅱ、打开时钟门控，关闭各模块时钟输入，节省由模块内部不必要翻转带来的大量动态功耗；

Ⅲ、判断芯片在当前工作模式下是否使用了锁相环（phase-locked loop, PLL）倍频，如果使用PLL倍频，关断PLL后进入步骤Ⅳ，如果没有使用PLL倍频，直接进入步骤Ⅳ；

Ⅳ、将芯片系统时钟切换为晶振输出时钟；

Ⅴ、判断芯片2K Hz时钟是否稳定，如果2K Hz时钟稳定，将芯片系统时钟切换为2K Hz，如果不稳定，等待2K Hz时钟稳定后再进行切换；

Ⅵ、关闭晶振时钟输出；

Ⅶ、判断所进入低功耗工作模式是空闲工作模式还是休眠工作模式，如果是空闲工作模式，直接进入步骤Ⅺ，如果所要进入低功耗工作模式为休眠工作模式，则进入步骤Ⅷ；

Ⅷ、复位数字核心区各模块数据；

Ⅸ、使能可掉电区域和常开区之间的隔离功能，通过状态机判断状态，将隔离单元控制信号置位；

Ⅹ、通过状态机控制电源开关，将数字核心区、FLASH区域掉电；

Ⅺ、正式进入低功耗工作模式。