[发明专利]一种低功耗设计的控制方法

说明书

本发明涉及芯片低功耗技术领域，公开了一种低功耗设计的控制方法。采用软硬件结合的方式控制芯片进入和退出低功耗模式。首先，把芯片的各个模块划分不同电源域，各电源域采用各自的电压供电；其次，软件配置唤醒源及低功耗模式寄存器；然后，硬件逐步关闭各个模块的电源，使芯片进入低功耗模式；此外，根据所配置的唤醒源，硬件产生唤醒信号以及不同电源域之间的隔离信号，不同电源域电源的断开由软件控制产生，硬件的唤醒单元产生电源的闭合；最后，芯片从低功耗模式退出，硬件各模块逐步上电，并开始工作。唤醒信号由组合逻辑、延时单元和锁存器产生，使得芯片不需要时钟对唤醒信号进行采样，从而显著降低了芯片在低功耗模式下的功耗。

技术领域

本发明涉及芯片的低功耗设计领域，特别涉及一种降低芯片休眠或待机功耗的低功耗设计控制方法。

背景技术

随着人们对便携式及可穿戴电子产品需求的提高，以及受到电池容量发展的限制,芯片的低功耗设计越来越受到人们的重视。低功耗设计的方法包括基于物理级的版图布局布线优化；基于门级电路的多阈值电压设计、EDA工具的功耗优化等；基于RTL级的门控时钟、操作数隔离、资源共享、状态编码优化、并行设计等；基于系统与架构的多电压设计、电源门控、软硬件协同设计、动态电压频率调节等。在有些应用场合，芯片只需要间断性的工作，大部分时间是休眠或待机状态，如低功耗蓝牙芯片，一块纽扣电池就可以提供芯片长达数年的供电，降低芯片在休眠或待机时的功耗是这类芯片低功耗设计的主要手段之一。本发明基于系统与架构级的低功耗技术，介绍一种降低芯片在休眠或待机时功耗的控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低功耗设计的控制方法，在芯片不需要工作时，控制芯片进入短时间休眠(Sleep)、深度休眠(DeepSleep)甚至是长时间待机(PowerDown)的低功耗模式，并且在芯片需要工作时能够及时唤醒芯片开始工作，从而显著的降低芯片功耗，提高供电电池的使用寿命。

本发明包括以下内容：采用软硬件结合的方式控制芯片进入和退出低功耗模式。首先，把芯片的各个模块划分不同电源域，各电源域采用各自的电压供电；软件配置唤醒源及低功耗模式；硬件逐步关闭各个模块的电源，使芯片进入低功耗模式；此外，根据所配置的唤醒源，硬件产生唤醒信号以及不同电源域之间的隔离信号，不同电源域电源的断开由软件控制产生，硬件的唤醒单元产生电源的闭合；最后，芯片从低功耗模式退出，硬件各模块逐步上电并开始工作。

附图说明

图1为芯片不同电源域的划分；

图2为电源隔离信号产生的电路图；

图3为唤醒信号产生的电路图；

图4为电源开关信号产生的电路图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

本发明的低功耗设计的控制方法是基于系统与架构级的低功耗设计，采用软硬件结合的方式控制芯片进入和退出低功耗模式，主要通过如下步骤实现：

步骤1、硬件根据应用需求，对芯片划分不同电源域，各电源域采用各自的电压供电：电源域的划分如附图1所示，把数字逻辑部分、模拟逻辑部分、高频时钟部分电路划分在主电源区(MAIN)；把IO、RTC、低频时钟、顶层逻辑及少部分用于存储和唤醒的数字及模拟部分划分到低功耗电源区(ULP)；常开电源区(Always on)仅包含必要的唤醒逻辑和极少量的寄存器；FLASH由于供电电压不同而划分为单独的电源区；SRAM可以单独配置电源及电压而划分为独立的电源区。