[发明专利]一种基于USB协议降低芯片功耗的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于USB协议降低芯片功耗的实现方法，属于计算机领域。

背景技术

车机行业市场需要满足车规机的极低待机功耗需求。基于USB高速接口数据传输是各个电子产品的标配现有的技术方案，整机系统在休眠时要支持USB的远程唤醒，则系统的供电是常开的。只是切换到低频时钟而已。并不能满足车规机极低功耗需求。

现有技术公开了一种无线局域网SOC芯片的低功耗设计方法(201010622317.0)，其根据芯片应用特点设计实现硬件工作状态机，使芯片在不同工作状态下关断不同模块时钟或电源，以降低芯片在各状态下的功耗，实际工作中硬件根据条件完成各状态之间的切换，从而达到降低芯片工作功耗的目的。

申请人认为本发明的技术方案与对比文件存在的相似点为：都是基于芯片在不同工作状态下，划分多电源域以及多个门控时钟，根据工作状态的变化去关断不同的模块的电源与时钟。

如图2所示，USB Standby系统可以在单独power域工作的原理是休眠后外部模块不访问USB，关断所有的USB模块访问外部模块通路，将所有工作时钟切换到RC，系统掉电之后把所有输入信号锁存至特定状态，此时usb2_top(第二子层)可以正常工作，在收到远程唤醒信号之后自动响应远程唤醒信号，并发送中断至小CPU。小 CPU唤醒大CPU后，恢复USB模块正常工作所需资源，回到正常的远程唤醒流程。

EHCI(Enhanced Host Controller Interface)增强型主机控制器接口规范描述了一个通用串行总线(USB)2.0版的主机控制器的寄存器级接口。该规范包括系统软件和主机控制器硬件之间的硬件/软件接口的描述。

OHCI即Open Host Controller Interface，开放式主机控制接口协议。

申请人认为本发明的技术方案与对比文件对比，所存在的区别点在于：本方案是基于USB协议让芯片处于USB standby模式(USB待机模式)，并根据USB远程唤醒协议，让整个芯片从USB standby模式下转化为正常工作模式，而该方案则是基于无线局域网的工作状态去实现芯片的低功耗设计。

发明内容

本发明的技术方案提供了一种基于USB协议降低芯片功耗的实现方法，根据USB standby的工作特点，基于USB远程唤醒协议，实现了从系统待机模式到正常工作模式之间的切换；根据芯片的工作模式切换，划分电源域以及设计时钟控制电路；当芯片在不同工作模式之间切换时，完成了电源域的唤醒和掉电控制，系统时钟高低频率的切换以及时钟门控的开关控制，以解决现有技术方案的不足。

本发明的技术方案包括一种基于USB协议降低芯片功耗的实现方法，其特征在于，该方法包括：划分电源域的方法，包括将USB系统芯片划分多个电源域，每个电源域由指定的一个或多个供电装置进行供电；USB芯片工作的方法，在USB数据端口分别设置一主总线端口及从总线端口，其中从主总线端口及从总线端口用于通过USB 控制器分别访问USB系统芯片的不同电源域，进一步，根据主总线端口及从总线端口的不同工作状态使用MUX电路对工作时钟进行实时切换；USB芯片休眠的方法，关闭用于对USB芯片多个电源域访问的外部模块通路，并将所有的工作时钟切换至RC时钟；USB芯片唤醒的方法，接收远程唤醒信号后，使用单端电压检测模块对连接至USB 的数据连接线的电压进行检测，同时发送恢复信号至串行接口引擎，串行接口引擎对 USB芯片进行唤醒。

根据所述的基于USB协议降低芯片功耗的实现方法，其中的划分电源域的方法还包括：将USB芯片划分为多个电源域，包括将USB芯片划分为系统顶层、第一子层及第二子层，其中系统顶层包括第一子层，第一子层包括第二子层。

根据所述的基于USB协议降低芯片功耗的实现方法，其中的划分电源域的方法还包括：其中系统顶层和第一子层由对应的供电装置供电，其中第二子层由单独的供电装置供电，所述第二子层为USB芯片睡眠时的需要处于工作状态的模块集合体。

根据所述的基于USB协议降低芯片功耗的实现方法，其中的USB芯片工作的方法还包括：使用对应的信号组对主总线端口及从总线端口的访问进行控制，其包括控制主总线端口通过USB控制器对CPU及DMA进行访问，控制从总线端口通过USB控制器对DRAM进行访问，其中对DRAM的访问包括EHCI访问及OHCI访问。