CN102404040A - 手持式卫星通信设备电源管理方法 - Google Patents

Abstract

一种手持式卫星通信设备电源管理方法，所述手持式卫星通信设备包括：CPU、射频模块、基带信道信号处理模块、业务处理/控制模块和界面显示模块；CPU分别连接各个模块，由CPU发送电源管理控制信号给各个模块；其中，本设备的射频设备采用与信道相对独立的供电。与现有技术相比，本技术方案对降低整机功耗及延长设备待机时间更加显著。

Description

手持式卫星通信设备电源管理方法

一、技术领域

本发明设计主要适用于对功耗和待机时间有较严格要求的个人移动卫星通信设备，尤其是一种手持式卫星通信设备电源管理方法。

二、背景技术

现在卫星通信电子设备的应用越来越广泛，相应的对电子产品的要求也就越来越高。个人移动卫星通信设备尤其是手持式设备的功耗和待机时间一直是倍受关注的问题，通过优化电源管理方案可以有效的降低整机功耗及延长设备待机时间。

三、发明内容

为了解决现有技术中，降低整机功耗及延长设备待机时间的要求，本发明提出一种手持式卫星通信设备电源管理方法，本方法是在设备的软、硬件共同配合下实现的跨模块管理。具体技术方案如下：

一种手持式卫星通信设备电源管理方法，所述手持式卫星通信设备包括：CPU、射频模块、基带信道信号处理模块、业务处理/控制模块和界面显示模块；CPU分别连接各个模块，其特征是由CPU发送电源管理控制信号给各个模块；其中，本设备的射频设备采用与信道相对独立的供电；

1)对于射频模块，电源管理方法是，

1.1)本设备处于值守待机状态时，关闭上变频器发送通道电源，仅提供寻呼通道供电；

1.2)当本设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，通信结束后切换回1.1)状态；

2)对于基带信道信号处理模块，电源管理方法是，

2.1)当本设备处于待机状态时，关闭基带处理模块中发送通道电源；

2.2)当本设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，通信结束后切换回2.1)状态；

2.3)保持对单路接收通道的供电；

3)对于业务处理/控制模块，电源管理方法是，

3.1)当本设备处于待机状态时，关闭话音电路电源；

3.2)保持对保密机供电；

3.3)保持对CPU的供电，同时使CPU进入低功耗模式；

3.4)当本设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，通信结束后切换回3.1)状态；

4)对于界面显示模块，电源管理方法是，

4.1)当设备处于待机状态时，使显示屏进入低功耗模式；

4.2)当设备需要进行通信时，打开电源，通信结束后切换回4.1)状态；

4.3)当用户进行操作时，打开显示屏电源；

4.4)显示屏根据用户操作控制显示开关。

在硬件设计上，本方案采用分布式的电源管理硬件***，对于功耗较大的数字电路(如DSP、FPGA等)采用专用的电源管理芯片作为电源管理的硬件平台。电源管理芯片是供电的控制中枢，实现多路电压输出并能控制电源的输出及其他行为(如：保护、切换)。通过对输出的控制，可以使电源的输出满足各种功能要求(如：恒压限流)。电源管理芯片最大的优势在于可以很方便的实现复杂的输出控制，满足各种工作状态下芯片所需的供电功能需求，从而节约不必要的功耗损失。

在软件控制上，以可控的电源管理硬件平台为基础上，在用户程序中结合***的工作特点，实现不同的电源管理策略。其设计思想主要包括三个基础概念：管理策略、工作状态、操作点。此外，电源管理***还包括一个电源监测子***。

与现有技术相比，本技术方案对降低整机功耗及延长设备待机时间更加显著。

四、附图说明

图1是本电源管理***示意图。

手持终端中的CPU不但作为业务控制与管理中心，也是电源管理的核心。

CPU通过其IO管脚，根据目前终端是处在待机模式还是业务通信模式来确定对手持终端设备各个组成模块的供电方式，其示意图如图1。

五、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说明。

参考图1，一种手持式卫星通信设备电源管理方法的方案如下：

射频设备采用与信道相对独立的供电，将设备的电源干扰降至最低并保证射频信号的输出品质。下面给出对手持式卫星通信设备各模块进行电源管理的详细软硬件设计方案。

1.硬件设计

(1)射频模块电源管理方案

设备处于待机状态时关闭上变频器发送通道电源，仅提供寻呼通道供电。

当设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，保证通信顺利完成，通信结束后供电控制切换回值守待机的状态。

射频模块的电源管理在射频模块中实现，受CPU的控制信号控制。其中EN5是射频的总开关，HPASW是功放开关。

(2)信道信号基带处理模块电源管理方案

当设备处于待机状态时关闭基带处理模块中发送通道电源。

当设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，保证通信顺利完成，通信结束后供电控制切换回值守待机的状态。

终端在待机时需要一直监听寻呼信道，因此基带处理模块中须保持对单路接收通道的供电。

基带信道信号处理模块电源管理的实现上：

LTC3441芯片：为LINEAR公司生产的单路可调升降压DC/DC电源芯片，可提供高达1.3A/3.3V电源，输入电压为0-5V。本例的电源管理***中主要作为基带板除CPU之外的DSP、FPGA、D/A，A/D等芯片的3.3V供电电源，输出端通过若干MAX4798电子开关对各路进行管理。

LTC3545芯片：为LINEAR公司生产的专门用于锂电的3路低压输出端电源芯片，本例的电源管理***使用它输出VD12、DSP16、VD18三路低压，分别作为FPGA的核电压、DSP的核电压以及FPGA的1.8V逻辑参考电压，三路电压分别可控可调。

信道板上所需要的其他电压采用集成电压转换芯片完成，由于此类芯片的转换效率明显优于电源模块10％-15％，因此采用这种方案将较有效的解决电源模块本身体积较大和自身功率消耗的问题。

(3)业务处理/控制模块电源管理方案

当设备处于待机状态时关闭话音电路电源。

终端在待机时需要一直监听寻呼信道，因此保持对保密机的供电：

终端在待机时仍须保持对MCU的供电，但可以使其进入低功耗模式；

当设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，保证通信顺利完成，通信结束后供电控制切换回值守待机的状态。

业务处理/控制模块电源管理的实现上：

MAX1586：MAX1586芯片为美信公司专门为Intel PXA27x系列CPU开发的专用电源管理芯片，为PXA271CPU提供所需的共6路电源，包括：VIO、VMEM、VCORE、VPLL、VSRAM、VUSIM，这6路电源又分为两组：由SYS_EN信号控制的VUSIM、VIO和VMEM；由PWR_EN控制的VCORE、VPLL和VSRAM；上电时应保证SYS_EN使能信号不晚于PWR_EN使能信号。

LT3471EDD芯片：为LINEAR公司生产的输出双路正负电压电源芯片。本例的电源管理***中它输出+5V和-5V双路电压，驱动话音部分的模拟电路，可以由VOC_CTRL信号关断。

(4)界面显示电源管理方案

当设备处于待机状态时可以使显示屏进入低功耗模式；

当设备需要进行通信时，须打开电源，通信结束后供电控制切换回值守待机的状态；

当用户进行操作时应打开显示电源；

显示屏应可以根据用户操作控制显示开关。

OLED屏的电压控制(VLCD_CTRL)由MAX4798作为开关控制，可全部关断。

2.软件设计

本例的电源管理***中管理策略定义为：厂家测试模式、隐秘模式、标准模式、提醒模式、离线模式、浏览模式。

工作状态定义为：关机、CPU低功耗、单发、单收、话音业务、数据业务。

操作点：由电源管理***电路提供的硬件可控点。本例的电源管理***提供的可控点有：

MCU：VIO、VMEM、VCORE、VPLL、VSRAM；

FGPA：VD33、VD18，VD12；

DSP：D5P33、DSP16；

AD：VA33R；

DA.VA33T；

射频单元的EN5和HPASW；

OLED的VLCD，以及OLED的背光亮度控制；

键盘背光的VCCKLED；

蜂鸣和震动控制。

在软件控制下的管理策略、工作状态和操作点的组合见下表1：

表1不同终端模式下的电源管理配置

Claims (1)

1.一种手持式卫星通信设备电源管理方法，所述手持式卫星通信设备包括：CPU、射频模块、基带信道信号处理模块、业务处理/控制模块和界面显示模块；CPU分别连接各个模块，其特征是由CPU发送电源管理控制信号给各个模块；其中，本设备的射频设备采用与信道相对独立的供电；

1)对于射频模块，电源管理方法是，

1.1)本设备处于值守待机状态时，关闭上变频器发送通道电源，仅提供寻呼通道供电；

1.2)当本设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，通信结束后切换回1.1)状态；

2)对于基带信道信号处理模块，电源管理方法是，

2.1)当本设备处于待机状态时，关闭基带处理模块中发送通道电源；

2.2)当本设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，通信结束后切换回2.1)状态；

2.3)保持对单路接收通道的供电；

3)对于业务处理/控制模块，电源管理方法是，

3.1)当本设备处于待机状态时，关闭话音电路电源；

3.2)保持对保密机供电；

3.3)保持对CPU的供电，同时使CPU进入低功耗模式；

3.4)当本设备需要进行通信时，打开所有通道的电源，通信结束后切换回3.1)状态；

4)对于界面显示模块，电源管理方法是，

4.1)当设备处于待机状态时，使显示屏进入低功耗模式；

4.2)当设备需要进行通信时，打开电源，通信结束后切换回4.1)状态；

4.3)当用户进行操作时，打开显示屏电源；

4.4)显示屏根据用户操作控制显示开关。

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