[实用新型]一种可降低功耗及复杂性的指纹系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可降低功耗及复杂性的指纹系统。

背景技术

集成电路自发展以来，经历了电子管，晶体管，中小规模集成电路，超大规模集成电路；现阶段的主流芯片方案SOC也越来越向追求集成度更高（多个芯片实现的系统方案必然会慢慢被淘汰），芯片速度更快，芯片功耗更低的方向发展；随着嵌入式系统被越来越多的应用到便携式和移动性较强的产品中，这些产品没办法一直提供大容量的电量来满足系统的应用，这就要求系统开发包括芯片设计人员要从每一个方面来考虑并设计如何降系统的功耗，延长系统的使用时间。

目前降低功耗要从芯片层面和系统层面同时考虑。芯片的功耗主要包括动态功耗和静态功耗：动态功耗主要是指逻辑翻转时候的功耗                                                 ,所以只能采用降低电压或者频率的方法来实现；静态功耗是指逻辑状态稳定的时候消耗的功耗，包括导通功耗和截止功耗，目前降低静态功耗最有效的方案就是芯片的模块的供电可以根据应用的需要选择性的关闭。系统降低功耗要依据系统的运行状况来调配各种资源。

现有的指纹系统专用的SOC芯片的一种方案如图1所示，其具备特征：①指纹传感器带有背光灯，②sensor带有线圈感应功能，当手指靠近的时候，可以输出一个标志信号，③系统消耗的功耗主要包括soc芯片消耗的功耗，Sensor消耗的功耗（包括背光灯消耗的功耗），soc芯片消耗的功耗主要受电压和频率的影响，即。其在使用时：系统上电之后，系统运行在低频率状态，GPIO模块时钟不关断(其他模块时钟关断)，指纹传感器背光灯关闭，soc芯片的GPIO模块设置成中断模块（gpio的pad可以检测到感应线圈的标志信号）。有手指接触指纹传感器的时候，指纹传感器的感应线圈感应到手指之后，发出标志信号，GPIO模块检测到之后产生中断信号之后，系统配置到高频状态，同时指纹传感器接口采集并处理指纹数据。处理完指纹数据之后，系统再次配置到低频状态，关闭soc芯片内部的时钟（GPIO模块除外），关闭背光灯并再次进入低频工作模式。

第二种方案如图2所示，其具备特征：①指纹传感器带有背光灯，②sensor带有线圈感应功能，当手指靠近的时候，可以输出一个标志信号，③系统消耗的功耗主要包括soc芯片消耗的功耗，Sensor消耗的功耗（包括背光灯消耗的功耗），④低功耗芯片作为电源管理芯片使用，可以控制指纹专用芯片SOC的供电电源和指纹传感器的背光灯。其在使用时：系统上电的时候系统初始化之后进入省电模式。省电模式的时候，彻底关闭SOC的供电，只有低功耗芯片处在正常工作模式，当感应线圈检测到手指的时候，低功耗芯片通过控制信号给SOC芯片供电，SOC芯片启动之后采集指纹数据并处理。数据处理完之后soc芯片发请求信号给低功耗芯片，低功耗芯片通过控制信号关闭SOC芯片的供电和指纹传感器的背光灯并在此进入省电模式（关闭SOC芯片供电电源）。

现有专用处理指纹的soc芯片存在以下缺点：

1.     系统频率变换的时候消耗的时间长，因为是软件切换，处理器执行需要时间较长，同时会降低用户的体验感；

2.     上述第一种方案的专用指纹处理器不采用关电的方法，导致芯片即使配置到低频模式，关闭模块的时钟的时候，功耗仍然比较大；

3.     上述第二种方案引入一颗低功耗芯片作为电源管理单元，虽然可以关掉指纹专用SOC 的供电，但是会带来以下影响：增加成本，增加方案复杂度。

发明内容

本实用新型提供了一种功耗低、成本低的可降低功耗及复杂性的指纹系统。

本实用新型采用的技术方案是：

一种可降低功耗及复杂性的指纹系统，包括SOC芯片和指纹传感器，其特征在于：所述SOC芯片包括中央处理器，所述中央处理器上连接有复位管理单元、时钟管理单元、电源管理单元、指纹传感器接口单元，所述指纹传感器接口单元与指纹传感器连接，所述指纹传感器与检测其感应线圈的信号变化的电源管理单元连接，所述时钟管理单元包括可切换的工作在省电模式下的低频时钟单元和工作在正常工作模式下的高频时钟单元。

进一步，所述低频时钟单元与高频时钟单元均与对其进行切换的选择器连接。

进一步，所述中央处理器上还连接有存储器单元。