[發(fā)明專利]適用于信號處理單元的低功耗能源管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410852434.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104571463A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬志騰;李陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京長城電子裝備有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;楊志兵

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種能源管理方法，具體涉及一種適用于信號處理單元的低功耗能源管理方法。

背景技術(shù)

小型化深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀用于在深水中對水聲信號進(jìn)行采集和存儲，為適應(yīng)其小尺寸的要求，其內(nèi)置的供電電源應(yīng)盡量采用小體積電池，但由此會導(dǎo)致深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀在水下工作周期短。為在使用小體積電池的基礎(chǔ)上使其能夠長時間在水下獨立工作，需對其工作過程進(jìn)行低功耗能源管理。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種適用于信號處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號處理單元工作過程中的功耗，提高能源利用率，延長其所在系統(tǒng)的工作時長。

所述信號處理單元包括：A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲模塊；所述控制模塊采用MSP430系列控制器；

基于低功耗能源管理的一次兵乓緩存的信號處理流程為：

所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并存儲在A/D轉(zhuǎn)換寄存器中；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊使用其自身的時鐘源完成A/D轉(zhuǎn)換，同時控制模塊為其提供定時采樣時鐘源ACLK；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊持續(xù)穩(wěn)定工作，當(dāng)信號處理單元當(dāng)前的工作狀態(tài)僅為A/D轉(zhuǎn)換時，配置控制模塊進(jìn)入低功耗模式；

針對一次采樣數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換完成后，所述控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應(yīng)，開啟其內(nèi)部的主時鐘MCLK為DMA提供時鐘源，所述控制模塊采用DMA將存儲在A/D轉(zhuǎn)換寄存器中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)移到控制模塊的緩存中；

當(dāng)一次DMA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成后，所述控制模塊判斷當(dāng)前緩存是否存滿，若當(dāng)前緩存未存滿，立即關(guān)閉主時鐘MCLK，控制模塊進(jìn)入低功耗模式；若當(dāng)前緩存已存滿，所述控制模塊使DMA目的地址指向另一個數(shù)據(jù)緩存，此時控制模塊打開存儲模塊的使能信號，給存儲模塊供電；然后所述控制模塊向存儲模塊發(fā)送數(shù)據(jù)寫入指令，控制模塊在接收到存儲模塊的應(yīng)答后，將緩存中的數(shù)據(jù)以設(shè)定的格式寫入到存儲模塊的指定數(shù)據(jù)地址中；數(shù)據(jù)寫入完成后，所述控制模塊關(guān)閉主時鐘MCLK，同時關(guān)閉存儲模塊使能信號，控制模塊進(jìn)入低功耗模式。

有益效果：

該方法通過對信號處理單元中的A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲模塊進(jìn)行分開管理，在只進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，關(guān)閉存儲模塊，控制模塊處于低功耗模式；同時在每次控制模塊完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移或存儲模塊完成數(shù)據(jù)存儲時，立即關(guān)閉對應(yīng)的時鐘源。由此能夠有效降低信號處理單元工作過程中的能耗，提高能源利用率，延長其所在系統(tǒng)的工作時長。

附圖說明

圖1為采用低功耗管理的智能水聽器信號處理單元的工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本實施例提供一種運用于小型化深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的信號處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號處理單元工作過程中的能耗，提高小型化深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的工作時長。

深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀布放在深水中，用于采集、處理并存儲水聲信號。其信號處理單元包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲模塊；其中控制模塊采用MSP430控制器MSP430FG4618，存儲模塊采用MIC-SD卡。

由水聲信號采集單元、前置放大器和濾波器組成的深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的低功耗模擬前端采集水聲信號，并將采集到的水聲信號進(jìn)行放大、濾波得到固定帶寬的水聲信號(模擬信號)。所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將低功耗模擬前端處理過的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲在A/D轉(zhuǎn)換寄存器中。A/D轉(zhuǎn)換模塊以及低功耗模擬前端需連續(xù)穩(wěn)定工作以保證深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀采集信號的實時性，因此對低功耗模擬前端和A/D轉(zhuǎn)換模塊持續(xù)穩(wěn)定供電。

基于低功耗能源管理的深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的工作流程如圖1所示：

在只需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，配置控制器MSP430FG4618進(jìn)入(LPM3)低功耗模式，A/D轉(zhuǎn)換模塊使用控制器MSP430FG4618內(nèi)部ADC12模塊ADC12CLK提供A/D轉(zhuǎn)換所需時鐘源，通過ACLK提供頻率較低的定時采樣時鐘源。

針對一次采樣數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換完成后，控制器觸發(fā)中斷使DMA響應(yīng)，開啟MCLK為DMA提供時鐘，控制器采用DMA(直接內(nèi)存存取)加工經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號從A/D轉(zhuǎn)換寄存器轉(zhuǎn)移到控制器的兵乓緩存中。