CN113568495B - 一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法,包括以下步骤:S1、TP对每个被检测通道进行一帧扫描,将扫描的数据缓存下来,作为监测基准值;S2、判断是否为多帧无人机交互,如果是进入到硬件Monitor模式;关闭cpu和各个硬件模块时钟,仅保留计时时钟;S3、硬件内部判定单个通道的数据与监测基准值的差值为数据抖动值,判断数据抖动值是否大于cpu提前配置的唤醒阈值,当大于时,进入步骤S4,否则进入步骤S1;S4、认为单个通道检测到了人机交互事件,内部计数器会自动加1;S5、判断计数器的计数值是否大于CPU提前设定的唤醒通道阈值。本发明在确保功耗损失很低的情况下,也能精确的检测到人机交互事件,唤醒***。
Description
技术领域
本发明属于人机交互的技术领域,尤其涉及一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法。
背景技术
随着智能手机及智能穿戴式电子产品的发展与普及,人们的生活与这些移动终端电子产品的联系也越来越紧密,比如一块最新的智能手表,不再仅提供显示时间功能,还支持通话、定位及血压监测等功能。由于它们在生活中的重要性不断上升,因此对其待机时长的需要也越来越高。
在一些智能电子产品***的研发过程中,由于没有充分考虑低功耗的应用场景,导致***功耗较大,使用时间十分有限。同时,当***处于待机状态时,是不用进行人机交互事件检测的,此时若***仍处于正常工作状态,会增加很多不必要的功耗。譬如现在流行的无线蓝牙耳机,在没有检测到耳机入耳时,它应当处于低功耗状态,当检测到有入耳后,才会进入工作模式。
在正常工作场景下,***内的cpu与硬件时钟均处于开启状态,内部的数字逻辑电路都会随着时钟不停翻转,***的整体功耗会很大。在一些移动终端产品特别是穿戴产品上,***可能长时间处于待机状态,无需进行人机交互,这时候若不进行相关低功耗的设计,则会白白损失掉很多功耗,减少产品的使用与待机时间,影响客户的使用体验。
正常应用情况下,长时间无法监测到人机交互事件时,***都会关闭cpu与硬件的时钟,进入低功耗状态。但是当***处于低功耗模式时,若有人机交互事件产生,还需要有机制可以将***从低功耗模式中唤醒,保证可以及时响应交互事件。
如图1-2所示,目前已有的方法是Software_Monitor_Mode。Software_Monitor_Mode的主要设计思路为:长时间无法监测到人机交互事件时,***都会关闭cpu与硬件模块时钟,进入低功耗状态。在***的低功耗模式下,虽然cpu和硬件模块的时钟均会关闭,但是还是会保留一个32K慢速时钟。慢速时钟主的主要作用是进行计数,当计数到阈值时,则会产生唤醒事件,该唤醒事件会重新打开cpu与硬件的时钟,并唤醒cpu,cpu被唤醒之后则开始检测是否有人机交互事件,若检测到人机交互事件,则进行正常的响应;若未检测到人机交互事件,则再次进入低功耗模式,继续重复上述操作。
Software_Monitor_Mode本质是通过计时器定时的唤醒***,再通过cpu检测来判断当前是否有人机交互事件,因此即使当前没有产生人机交互事件,cpu也会被唤醒并进行工作。从这方面来说,Software_Monitor_Mode的功耗会依然较大。而对于一些人机交互事件,若它们产生的节点与Software_Monitor_Mode唤醒***的节点错过,则可能导致***在低功耗模式下无法正常响应。为了尽可能的降低这种现象的发生,Software_Monitor_Mode下唤醒cpu的频率可能需要比较高,但这样会增加更多的功耗,二者相悖。
发明内容
为了解决再能精确的检测到人机交互事件唤醒***的前提下怎么保证***的低功耗,为此,本发明提出了一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法,具体方案如下:
一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法,包括以下步骤:
S1、TP对每个被检测通道进行一帧扫描,将扫描的数据缓存下来,作为监测基准值;
S2、判断是否为多帧无人机交互,如果是进入到硬件Monitor模式;
S3、关闭cpu和各个硬件模块时钟,仅保留计时时钟,整个***进入低功耗模式;
S4、当计时时钟计数到阈值,打开TP时钟,TP开始进行检测;
S5、硬件内部判定单个通道的数据与监测基准值的差值为数据抖动值,判断数据抖动值是否大于cpu提前配置的唤醒阈值,当大于时,进入步骤S4,否则进入步骤S1;
S6、认为单个通道检测到了人机交互事件,内部计数器会自动加1;
S7、判断计数器的计数值是否大于CPU提前设定的唤醒通道阈值,当大于时,则认为符合唤醒***的条件,此时会打开cpu时钟,并唤醒cpu进一步运行程序,当小于时,清空TP内部缓存数据,并进入步骤S3。
具体地说,步骤S1还包括对监测基准值的更新,所述检测基准值的更新包括原值更新和步进更新。
具体地说,对于原值更新,在Hardware_Monitor_Mode下,每一帧扫描完成后,都会将每个通道的数据更新为最新的监测基准值。
具体地说,对于步进更新,在Hardware_Monitor_Mode下,每一帧扫描开始前,会对提前设置满足更新条件的监测阈值,以及更新的步进值,步进更新的方式如下:当一帧缓存数据减去监测基准值的差值大于监测阈值时,将监测基准值与步进值的和当做最新的监测基准值并存储下来;当监测基准值减去缓存数据的差值大于监测阈值时,将监测基准值减去步进值的差值当做最新的监测基准值。
具体地说,对于步进更新,在Hardware_Monitor_Mode下,每一帧扫描开始前,会对提前设置满足更新条件的监测阈值,以及更新的步进值,步进更新的方式如下:当一帧缓存数据大于监测基准值,且缓存数据减去监测基准值的差值小于监测阈值时,将监测基准值与步进值的和当做最新的监测基准值并存储下来;当一帧缓存数据小于监测基准值,且监测基准值减去缓存数据的差值小于监测阈值时,将监测基准值减去步进值的差值当做最新的监测基准值并存储下来。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明通过***内的TP IC判断当前***是否处于空闲状态,若处于空闲状态则控制***进入低功耗模式;当***处于低功耗模式时,若产生人机交互的事件,可通过TPIC的Hardware_Monitor_Mode机制,将***从低功耗模式中唤醒至正常工作状态;为保证在Hardware_Monitor_Mode下功耗足够低且可以灵敏准确的检测到外部的人机交互事件,TPIC会自动更新内部唤醒机制所需的缓存数据。
(2)本发明使用Hardware_Monitor_Mode来代替Software_Monitor_Mode,从而确保***在待机状态下可以一直处于低功耗模式,同时不用唤醒cpu,而是通过内部的硬件模块来检测外部人机交互事件。在确保功耗损失很低的情况下,也能精确的检测到人机交互事件,唤醒***。
附图说明
图1为现有技术中software_Monitor_Mode时序图。
图2为现有技术中software_Monitor_Mode的流程图。
图3为本发明中Hardware_Monitor_Mode时序图。
图4为本发明中Hardware_Monitor_Mode的流程图。
具体实施方式
如图3-4所示,一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法,包括以下步骤:
S1、TP对每个被检测通道进行一帧扫描,将扫描的数据缓存下来,作为监测基准值;
具体地说,硬件支持自动对监测基准值做更新,监测基准值的更新主要类型有两种:原值更新与步进更新。对于原值更新,在Hardware_Monitor_Mode下,每一帧扫描完成后,都会将每个通道的数据更新为最新的监测基准值;对于步进更新,在Hardware_Monitor_Mode下,每一帧扫描开始前,会对提前设置满足更新条件的监测阈值,以及更新的步进值。步进更新的更新方式有两种,设计时可以按照任意一种思路进行:
1)当一帧缓存数据减去监测基准值的差值大于监测阈值时,将监测基准值与步进值的和当做最新的监测基准值并存储下来;当监测基准值减去缓存数据的差值大于监测阈值时,将监测基准值减去步进值的差值当做最新的监测基准值。
2)当一帧缓存数据大于监测基准值,且缓存数据减去监测基准值的差值小于监测阈值时,将监测基准值与步进值的和当做最新的监测基准值并存储下来;当一帧缓存数据小于监测基准值,且监测基准值减去缓存数据的差值小于监测阈值时,将监测基准值减去步进值的差值当做最新的监测基准值并存储下来;
监测基准值的更新,主要是为了确保Hardware_Monitor_Mode下,可以克服环境剧烈突变的场景,确保精准检测到交互事件。
S2、判断是否为多帧无人机交互,如果是进入到硬件Monitor模式;
S3、关闭cpu和各个硬件模块时钟,仅保留计时时钟,整个***进入低功耗模式,所述计时时钟在该方案中为慢速时钟32K。
S4、当计时时钟计数到阈值,打开TP时钟,TP开始进行检测;
S5、硬件内部判定单个通道的数据与监测基准值的差值为数据抖动值,判断数据抖动值是否大于cpu提前配置的唤醒阈值,当大于时,进入步骤S4,否则进入步骤S1;
S6、认为单个通道检测到了人机交互事件,内部计数器会自动加1;
S7、判断计数器的计数值是否大于CPU提前设定的唤醒通道阈值,当大于时,则认为符合唤醒***的条件,此时会打开cpu时钟,并唤醒cpu进一步运行程序,当小于时,清空TP内部缓存数据,并进入步骤S3。
整个流程中,cpu的时钟是关闭的,cpu处于停止工作状态,仅有部分硬件模块在工作,这可以省下很大一部分的功耗。
本发明是利用***内部的TP IC对***进行实时检测,若在阈值时间内没有检测到人机交互事件,则判定当前***处于待机状态,此时TP IC发出控制信号,***通过关闭cpu与硬件的主时钟,进入低功耗模式。***处于低功耗模式时,cpu和其它模块的时钟均是关闭的,仅打开一个32K慢速时钟进行计数。此慢速时钟搭配TP IC的Hardware_Monitor_Mode,在***的低功耗模式下亦进行实时检测,当产生人机交互事件时,立刻将***从低功耗模式下唤醒至正常工作模式。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种实时响应人机交互事件的低功耗设计方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、TP对每个被检测通道进行一帧扫描,将扫描的数据缓存下来,作为监测基准值;
S2、判断是否为多帧无人机交互,如果是进入到硬件Monitor模式;
S3、关闭 cpu 和各个硬件模块时钟,仅保留计时时钟,整个***进入低功耗模式;
S4、当计时时钟计数到阈值,打开TP时钟,TP开始进行检测;
S5、硬件内部判定单个通道的数据与监测基准值的差值为数据抖动值,判断数据抖动值是否大于cpu提前配置的唤醒阈值,当大于时,进入步骤S4,否则进入步骤S1;
S6、认为单个通道检测到了人机交互事件,内部计数器会自动加1;
S7、判断计数器的计数值是否大于CPU提前设定的唤醒通道阈值,当大于时,则认为符合唤醒***的条件,此时会打开 cpu 时钟,并唤醒cpu 进一步运行程序,当小于时,清空TP内部缓存数据,并进入步骤S3;
步骤S1还包括对监测基准值的更新,所述检测基准值的更新包括原值更新和步进更新;
对于原值更新,在Hardware_Monitor_Mode下,每一帧扫描完成后,都会将每个通道的数据更新为最新的监测基准值;
所述步进更新存在两种更新方式:
步进更新更新方式一为,在 Hardware_Monitor_Mode 下,每一帧扫描开始前,会对提前设置满足更新条件的监测阈值,以及更新的步进值,步进更新的方式如下:当一帧缓存数据减去监测基准值的差值大于监测阈值时,将监测基准值与步进值的和当做最新的监测基准值并存储下来;当监测基准值减去缓存数据的差值大于监测阈值时,将监测基准值减去步进值的差值当做最新的监测基准值;
步进更新更新方式二为:当一帧缓存数据大于监测基准值,且缓存数据减去监测基准值的差值小于监测阈值时,将监测基准值与步进值的和当做最新的监测基准值并存储下来;当一帧缓存数据小于监测基准值,且监测基准值减去缓存数据的差值小于监测阈值时,将监测基准值减去步进值的差值当做最新的监测基准值并存储下来。
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