CN107783632A - 车联网嵌入式***中低功耗设计方法 - Google Patents

车联网嵌入式***中低功耗设计方法 Download PDF

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Abstract

车联网嵌入式***中低功耗设计方法，包括以下步骤：在车联网嵌入式***中注册回调机制，由嵌入式***内各模块分别注册到低功耗管理模块，再由低功耗管理模块通知***内各模块进入低功耗模式；进入低功耗模式后断开嵌入式***与外部服务器之间的通信；关闭WIFI模块，保留2G通信功能模块。本发明通过优化***结构，加快进入低功耗的速度，减少外部因素的影响，保证低功耗能正常的运行；该方法大大的降低了功耗，减少了电瓶的消耗。

Description

车联网嵌入式***中低功耗设计方法
技术领域
本发明涉及车联网嵌入式***中低功耗设计方法，属于信息技术领域。
背景技术
目前的低功耗设计主要从芯片设计和***设计两个方面考虑。随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高，芯片的功耗迅速增加，而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降。因此，功耗已经成为深亚微米集成电路设计中的一个重要考虑因素。为了使产品更具竞争力，工业界对芯片设计的要求已从单纯追求高性能、小面积转为对性能、面积、功耗多方面的综合要求。而微处理器作为数字***的核心部件，其低功耗设计对降低整个***的功耗具有重要的意义。
在嵌入式***的设计中，低功耗设计(Low-Power Design)是许多设计人员必须面对的问题，其原因在于嵌入式***被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中，而这些产品不是一直都有充足的电源供应，往往是靠电池来供电，所以设计人员只能从每一个细节来考虑降低功率消耗，从而尽可能地延长电池使用时间。事实上，从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。
随着汽车工业的发展，汽车上的电子控制***数量呈指数增长。以ECU为核心的车载电子控制***逐步取代了被动器件和机械***，同时也完成了大多数测量、驱动和控制的功能。由于新型车载电子控制***在车辆应用中的增加，导致对电源负载以每年约100W的速度增加。当前所面临的最大挑战是在相同的电池电源条件下，找到新的方法来保证汽车电子设备的数量及功能的不断增加。故在实际应用中需要MCU的功耗持续降低。
发明内容
本发明为解决现有技术的不足，提供了一种车联网嵌入式***中低功耗设计方法，该方法可以使嵌入式***迅速进入低功耗模式，减少外部因素影响，大大降低功耗。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：车联网嵌入式***中低功耗设计方法，包括以下步骤：
在车联网嵌入式***中注册回调机制，由嵌入式***内各模块分别注册到低功耗管理模块，再由低功耗管理模块通知***内各模块进入低功耗模式；
进入低功耗模式后断开嵌入式***与外部服务器之间的WIFI通信连接，保留移动通信连接；
所述移动通信为2G通信、4G通信中的任意一种。
嵌入式***内各模块收到低功耗管理模块的通知后，各模块分别处理完各自的事务后，迅速地通知低功耗管理模块，并准备进入低功耗模式。
低功耗管理模块在进入低功耗模式前预先设定最后进入低功耗模式的时间。
当嵌入式***内某一模块由于异常原因，无法进入低功耗模式，由低功耗管理模块判断预先设定的低功耗时间，一旦到达低功耗时间后，启动进入低功耗，能保证该模块也能正常进入低功耗模式。
在嵌入式***进入低功耗模式后，关闭WIFI模块，只保留2G通信功能模块，可以保证通过电话振铃和短信来唤醒设备。
本发明采用注册回调机制，使嵌入式***快速的进入低功耗模式，解决了现有技术中软件设计方案不合理，无法迅速的进入低功耗模式的问题。通过断开嵌入式***与外部服务器之间的通信，使本嵌入式***无法接收到外部的信息，减少被唤醒的次数，可以增加进入低功耗的时间；同时，可以通过关闭功耗高的WIFI模块，降低功耗。
附图说明
图1为本发明车联网嵌入式***中低功耗设计示意图。
具体实施方式
下面结合附图、通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
车联网嵌入式***中低功耗设计方法
S1在车联网嵌入式***中注册回调机制，由嵌入式***内各模块(模块A、模块B等)分别注册到低功耗管理模块，再由低功耗管理模块通知***内各模块进入低功耗模式。
首先，在该车联网嵌入式***中增加了一个低功耗管理模块，该低功耗管理模块用于进行管理本车联网嵌入式***中各个模块的低功耗状态，同时在进入低功耗时，通知各模块进入低功耗。
需要唤醒各模块时，由该低功耗管理模块通知各模块进入正常运行状态。在本***启动时，需要各个模块注册到低功耗管理模块。以保证低功耗管理模块能根据注册的各模块，在满足进入低功耗的条件下，通知各个模块进入低功耗，使本***能迅速的进入低功耗模式。
回调机制原理如下：
1.低功耗模块创建一个回调数据表，表的内容包括模块ID(***中各模块的唯一标识)、该模块对低功耗状态的处理函数指针和是否准备好进入低功耗状态的标识。同时提供一个已经进入低功耗的函数，来给各个模块调用，该函数的作用是根据模块ID，来修改相应的低功耗标识，表示该模块已经进入低功耗状态。
2.各模块中处理低功耗状态的处理函数主要是接收到低功耗状态后，各模块分别完成自己的事务，同时通知低功耗模块已经进入低功耗状态。
3.***启动时，低功耗模块会启动线程，来实时地检查是否具备进入低功耗的条件。
4.如果不具备进入低功耗的条件，则低功耗模块继续监测，直到具备条件。
5.如果达到进入低功耗的条件后，低功耗模块会轮询回调数据表，调用回调数据表中各个模块的低功耗处理函数，同时把低功耗的状态作为参数传递给各个模块的低功耗处理函数。
6.然后低功耗模块会轮询监测回调数据表中进入低功耗标识。如果所有模块ID所对应的进入低功耗标识全都标识已经进入低功耗，则整个***会进入低功耗。
7.如果有模块没有进入低功耗状态，则继续等待，直到预先设定的低功耗时间达到为止，则整个***也会进入低功耗状态。
当各个模块收到低功耗管理模块进入低功耗模式的通知后，处理好自己的事务，进入低功耗状态，同时把已经进入低功耗状态的消息通知给低功耗模块，使低功耗模块能快速的进入低功耗模式。
S2进入低功耗模式后断开嵌入式***与外部服务器之间的WIFI通信连接，保留移动通信连接。
当该嵌入式***进入低功耗后，一旦收到外部服务器的消息后，会唤醒本***，反而导致进入低功耗的时间大大降低。因此，要通过断开该***与外部服务器之间的通信，使该***无法接收到外部的信息，减少唤醒的次数，减少外部因素的影响，保证低功耗能正常的运行及低功耗的时间，降低功耗。
当嵌入式***内某一模块由于异常原因，无法进入低功耗模式，由低功耗管理模块判断预先设定的低功耗时间，一旦到达低功耗时间后，启动进入低功耗，能保证该模块也能正常进入低功耗模式。由于4G模块中的WIFI模块消耗的功耗相对来说比较大，当嵌入式***在进入低功耗后，关闭WIFI模块，只保留基本的4G模块中的2G通信功能模块，可以保证通过电话振铃和短信来唤醒设备，从而降低功耗，减少了电瓶的消耗。设备正常运行时平均消耗200mA左右，在本实施例的低功耗状态下平均功耗为10mA左右，有效降低功耗。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.车联网嵌入式***中低功耗设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
在车联网嵌入式***中注册回调机制，由嵌入式***内各模块分别注册到低功耗管理模块，再由低功耗管理模块通知***内各模块进入低功耗模式；
进入低功耗模式后断开嵌入式***与外部服务器之间的WIFI通信连接，保留移动通信连接；
所述移动通信为2G通信、4G通信中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的车联网嵌入式***中低功耗设计方法，其特征在于，嵌入式***内各模块收到低功耗管理模块的通知后，各模块分别处理完各自的事务后，迅速地通知低功耗管理模块，并准备进入低功耗模式。
3.根据权利要求1所述的车联网嵌入式***中低功耗设计方法，其特征在于，低功耗管理模块在进入低功耗模式前预先设定最后进入低功耗模式的时间。
4.根据权利要求1所述的车联网嵌入式***中低功耗设计方法，其特征在于，当嵌入式***内某一模块由于异常原因，无法进入低功耗模式，由低功耗管理模块判断预先设定的低功耗时间，一旦到达低功耗时间后，启动进入低功耗，能保证该模块也能正常进入低功耗模式。
5.根据权利要求1所述的车联网嵌入式***中低功耗设计方法，其特征在于，在嵌入式***进入低功耗模式后，关闭WIFI模块，只保留2G通信功能模块，可以保证通过电话振铃和短信来唤醒设备。
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