[發明專利]一種多喚醒源輸入的低功耗芯片架構系統及快速啟動方法

在審

• 申請號: 201911379661.9
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111142654A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 羅聰;胡勝發
• 申請（專利權）人: 安凱（廣州）微電子技術有限公司
• 主分類號: G06F1/3234
• 分類號: G06F1/3234
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

本發明公開了一種多喚醒源輸入的低功耗芯片架構系統，包括：電源管理電路、喚醒邏輯電路、定時探測電路、低頻時鐘、主電路、時鐘選擇器和高頻環振；電源管理電路用于控制各電路的電源輸入開啟或關閉；喚醒邏輯電路用于獲取由定時探測電路模塊發送的喚醒信號，并向電源管理電路發送相應的控制信號；定時探測電路用于檢測外部喚醒信號以判斷觸發動作，向喚醒邏輯電路發送喚醒信號；低頻時鐘電路用于向喚醒邏輯電路和定時探測電路提供工作時鐘；主電路用于進行數據處理，主電路通過通信端口與喚醒邏輯電路連接；時鐘選擇器用于選擇高頻環振或外部的晶振時鐘作為輸入主電路的時鐘；高頻環振電路用于提供多個檔位的頻率供主電路使用。

技術領域

本發明涉及低功耗電路領域，尤其涉及一種多喚醒源輸入的低功耗芯片架構系統及快速啟動方法。

背景技術

隨著智能鎖的不斷發展，現在已經不再局限于一種開門方式，逐漸向多種開門方式并存的方向發展，比如可以同時支持按鍵密碼開門、RFID刷卡開門、指紋識別開門、人臉識別開門等。如果要把各個開門方式實現的功能電路都集合到一顆芯片上，就需要滿足各種不同功能電路的所有設計要求，并且需要考慮該芯片在不同的應用場景下能選擇性地關閉不需要的功能電路。而不同的開門方式，對于芯片設計上有不一樣的設計要求，比如RFID刷卡功能要求芯片能提供精準的時鐘，指紋識別功能要求芯片有更高的計算能力等，再加上智能門鎖對功耗低、開鎖速度快的要求，對芯片設計提出了更高的設計要求。本設計旨在解決多種喚醒源并存的情況下能夠使芯片做到更低的待機功耗和更快的啟動速度。

在需要支持多種喚醒源的智能門鎖上，RFID刷卡功能要求芯片能提供精準的時鐘；指紋識別功能要求芯片有更高的計算能力即提高CPU的時鐘頻率，而且由于計算數據量和指紋鎖代碼的數據量比較大，一般會需要用到flash外設等；而對于芯片內集成觸摸按鍵的設計，其喚醒源將是通過內部的檢測按鍵的電容變化來判斷；對于其他喚醒模組的輸入，還需支持端口的邊沿檢測來實現喚醒機制。

而精準的時鐘是需要通過晶振來提供，而晶振在斷電后開始啟動的時間達到了毫秒級別，啟動時間過長。flash在掉電到上電啟動也存在一個毫秒級別的啟動時間。而高計算力需要更高的CPU時鐘頻率會增加更大的功耗，如果在待機的情況下而不關閉該部分電源，功耗將會很高。

發明內容

本發明提供了一種多喚醒源輸入的低功耗芯片架構系統及快速啟動方法，通過電源管理電路對各電路的電源進行控制，并通過使用高頻環振來作為主電路的時鐘進行啟動，等待晶振輸出的精準時鐘穩定后再切換回該精準時鐘處理需要精準時鐘的軟件程序，以解決現有的智能鎖芯片啟動慢、功耗高的技術問題，從而加快芯片的啟動和程序的運行并降低芯片功耗。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種多喚醒源輸入的低功耗芯片架構系統，包括：電源管理電路、喚醒邏輯電路、定時探測電路、低頻時鐘、主電路、時鐘選擇器和高頻環振；

所述電源管理電路用于控制所述喚醒邏輯電路、定時探測電路、低頻時鐘、主電路、時鐘選擇器和高頻環振的電源輸入開啟或關閉；

所述喚醒邏輯電路用于獲取由所述定時探測電路模塊發送的喚醒信號，并向所述電源管理電路發送相應的控制信號；

所述定時探測電路用于檢測外部喚醒信號以判斷觸發動作，向所述喚醒邏輯電路發送喚醒信號；

所述低頻時鐘電路用于向所述喚醒邏輯電路和定時探測電路提供工作時鐘；

所述主電路用于進行數據處理，所述主電路通過通信端口與所述喚醒邏輯電路連接；

所述時鐘選擇器用于選擇所述高頻環振或外部的晶振時鐘作為輸入主電路的時鐘；

所述高頻環振電路用于提供多個檔位的頻率供所述主電路使用。