FI88657B - Foerfarande foer att minska stroemfoerbrukningen i en mobiltelefon - Google Patents

Description

1 88657

Menetelmä matkapuhelimen vlrrankulutuksen pienentämiseksi -Förfarande för att minska strömförbrukningen 1 en mobil-telefon 5

Keksintö koskee menetelmää virrankulutuksen pienentämiseksi patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisessa matkapuhelimessa. Matkapuhelimella ymmärretään tässä yhteydessä sellaista matkapuhelinta, jossa on lajimäärittelyn mukaiset elimet, 10 ja jota tavataan käyttää esim. pohjoismaisessa autoradiopu-helinverkossa (NMT) tai vastaavassa englantilaisessa (TACS) ja pöhjois-amerikkalaisessa verkossa (AMPS).

Radiopuhelimien käyttökelpoisuutta kehitettäessä on jatkuva-15 na haasteena ollut puhelimen koon ja painon, ja siten erityisesti teholähteenä toimivien akkujen koon ja painon, pienentäminen kuitenkaan lyhentämättä puhelimen käyttöaikaa akun latausten välillä. Toisaalta voidaan puhelimen käyttöaikaa samankokoisilla akuilla varausten välillä pidentää, 20 jos virrankulutusta pienennetään. Tätä varten on kehitetty monia piiriratkaisuja, joilla esim. virtalähteen hyötysuhdetta on parannettu ja joilla puhelimen muiden piirien virrankulutusta on jonkin verran pienennetty.

25 Keksintö perustuu siihen havaintoon, että puhelimen toimintaa ohjaavilla piireillä, erityisesti mikroprosessorilla, esiintyy myös aktiivisen toimintatilan aikana runsaasti sellaisia jaksoja, jolloin piirit ovat "toimettomia", ts. jolloin niillä ei ole välitöntä tehtävää. Keksinnön mukai-30 sesti tätä joutoaikaa hyödynnetään patenttivaatimuksen 1 menetelmän tunnusmerkkiosan mukaisesti.

Yleisesti edellä mainitut piirit ohjataan joutotilojen ajaksi virransäästötilaan. Tällöin esimerkiksi mikroproses-35 sorin toiminta voidaan pysäyttää. Piirit aktivoidaan uudelleen sopivalla ulkoisella ohjaussignaalilla. Tällainen signaali voi olla esimerkiksi signalointipiiriltä tuleva vastaanotto- tai keskeytyssignaali. Näin meneteltäessä ei 2 88657 kuitenkaan saavuteta optimaalista virransäästöä, koska virransäästötilassa olevalle piirille yleensä tulee kellosignaali riippumatta siitä, missä tilassa piiri sisäisesti on. Kellosignaali on normaalisti korkeataajuinen (megahert-5 sejä) ja sen synnyttävä lähtöpuskuri kuluttaa virtaa. Pysäytettäessä kellosignaali virransäästötilan ajaksi vähennetään tämän lähtöpuskurin virrankulutusta ja lisäksi se voi vähentää kellopiirin ohjaamien piirien virrankulutusta. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa signalointipiirin 10 lähtökellosignaali on prosessorin kellosignaali, jolloin prosessori on järjestetty pysähtymään lähtökellosignaalin pysähtyessä ja käynnistymään lähtökellosignaalin käynnistyessä. Tällaisessa prosessorin pysäytystapauksessa on edullista järjestää viive signalointipiirille tulevan pysäytys-15 signaalin vastaanottamisen ja signalointipiirin lähtökellosignaalin pysäyttämisen välille, jolloin prosessori voi suorittaa loppuun ennalta määrätyt ohjelmavaiheet ennen pysähtymistään.

20 Keksinnön mukaisen menetelmän muita edullisia piirteitä kuvataan epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa. Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jonka ainoassa kuviossa kaaviollisena lohkokaaviona esitetään radiopuhelimen mikroprosessorin ja modeemin kek-25 sintöön liittyvät signaalit ja niiden yhteydet eräässä suoritusesimerkissä.

Lajinmukaisessa NMT- tai TACS/AMPS-matkapuhelimessa on keksinnön kannalta oleellisina lohkoina signalointipiirinä 30 toimiva modeemi 10, jossa on lohko 11, ja puhelimen toimintaa ohjaava mikroprosessori 20. Sopivalla systeemiarkkitehtuurilla prosessorin 20 toiminnot voidaan tietyissä tilanteissa pysäyttää kymmenien millisekuntien ajaksi, koska prosessorilla tällöin ei ole mitään tehtäviä. Tällöin pro-35 sessori 20 luonnollisesti ei myöskään tarvitse kellosignaalia. Kun prosessorin 20 kellosignaali CLOCK tuodaan modeemi-piirin 10 lähtöliitännästä 12, lähtökellosignaali CLK voidaan pysäyttää joko 0- tai 1-tilaan sopivan pituiseksi 3 B 8 657 ajaksi. Lähtökellosignaalin CLK pysäyttämisellä saavutetaan virransäästöä, koska liitäntänastan 12 tilan vaihdokset kuluttavat virtaa, mutta staattinen tila ei.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä prosessoriin 20 järjestetään sopiva kellon pysäytysohjelmalohko, jolla tunnistetaan ' ne edellytykset, joilla prosessorin kello CLOCK voidaan pysäyttää. Kun ennalta määrätyt ehdot on täytetty, pysäy-tysohjelma tuottaa pysäytyssignaalin prosessorin lähdössä 10 21. Tämä signaali johdetaan modeemin 10 ohjaustuloon 15 pysäytyssignaalina STOP. Tällöin modeemi pysäyttää lähtökel-losignaalinsa CLK ja siten prosessorin 20 kellon CLOCK, tietyn viiveen jälkeen, jotta prosessori ehtii suorittaa loppuun tarvittavat ohjelmajaksot eli mennä hallitusti 15 stop-tilaan. Mainittu viive voi olla esimerkiksi 30 - 55 mikrosekuntia. Tarvittaessa jälleen prosessoritoimintoja, modeemi 10 aloittaa käynnistyssignaalin avulla prosessorin 20 kellottamisen (CLK/CLOCK) ja johtaa samalla prosessorille keskeytysIinjän 13 kautta keskeytyssignaalin INTERRUPT, 20 jonka perusteella prosessori alkaa suorittaa ohjelmiaan normaalilla tavalla.

Edellä mainittuna modeemin käynnistyssignaalina käytetään vastaanottokeskeytystä INRPT (TACS/AMPS) tai sisäistä ajas-25 tusta TIM (NMT). Ajastussignaali TIM käynnistyy ennalta määrätyn prosessorin pysäytyksen jälkeen. Prosessorin 20 stop-tilan pituus voi olla tapauksesta riippuen 45 - 220 millisekuntia.

30 Modeemin 10 sisään on lisäksi järjestetty varmennuksia, joilla estetään kellon CLK pysäyttäminen mahdollisissa häiriötilanteissa. Varmennus voidaan toteuttaa esimerkiksi erillisen valvontalogiikan avulla, joka tarkkailee ennalta määrättyjä ympäristömuuttujia ja joka ennalta määrättyjen 35 ehtojen täyttyessä estää lähtökellosignaalin CLK pysäyttämisen. Vaihtoehtoisesti voidaan kellon pysäyttäminen estää ulkoisella signaalilla, jota kuvataan modeemin tuloliitän-tään 14 liitetyllä signaalilla START. Samaa START-signaalia 4 83657 voitaisiin myös käyttää ulkoisilla piireillä ohjattavaa prosessorin 20 käynnistämistä varten, siten että START-sig-naalin aktivoitumisesta automaattisesti seuraa kellon CLK aktivoituminen. Keskeytys eli INTERRUPT aktivoidaan joko 5 samalla automaattisesti tai sitten ulkoisen lisälogiikan avulla.

Keksinnön avulla aikaansaatu säästö modeemin 10 liitäntänas-tassa 12 on eräässä esimerkkilaitteessa noin 1,1 - 2,1 mA, 10 riippuen nastaan kytketystä kuormasta (esimerkissä rajoissa 0 - 40 pF).

Kellon pysäytystoimintaa voidaan käyttää myös sellaisissa tapauksissa, joissa prosessorin 20 kellosignaali CLOCK 15 tuodaan jostakin muusta piiristä kuin modeemilta 10 ja modeemin kellolähtöä CLK käytetään kellona joillekin muille piireille. Tällöin prosessori 20 voi kirjoittaa käskyn kellon CLK pysäyttämiseksi liitäntöjen 21 ja 15 kautta annettavalla STOP-signaalilla ja kellon CLK käynnistämisek-20 si, esim. modeemin 10 mainitun liitännän 14 kautta annettavana START-signaalina. Tällaisella toiminnalla voidaan haluttaessa prosessorin 20 kautta rajoittaa kellosignaalin aiheuttamaa virrankulutusta ja lisäksi ohjata kellolinjaan 12 kytkettyjen piirien toimintaa.

25

Edellä olevan selityksen ja patenttivaatimusten perusteella alan ammattilainen huomaa, että keksinnön mukaista menetelmää ja sillä toteutettuja piiriratkaisuja käyttäen saavutetaan johdannossa esitetty tavoite virransäästön suhteen.

30 Lisäksi tässä ainoastaan esimerkinomaisesti esitettyyn menetelmän toteuttavaan kytkentään voidaan tehdä monia muunnelmia, joissa käytetään samanlaista kellosignaalin pysäyttämistä.

Claims (7)

1. Menetelmä matkapuhelimen signalointipiirin virrankulu-tuksen pienentämiseksi, jolloin puhelimessa on toimintaa ohjaava prosessori (20) ja kellosignaalin synnyttävä signa- 5 lointipiiri (10), esimerkiksi modeemipiiri, tunnettu siitä, että - järjestetään prosessoriin (20) kellon pysäytysohjelmalohko, joka ennalta määrättyjen ehtojen täyttyessä tuottaa py-säytyssignaalin prosessorin lähdössä (21), 10. johdetaan signalointipiirin (10) ohjaustuloon (15) pysäy- tyssignaali (STOP), jonka perusteella signalointipiiri pysäyttää lähtökellosignaalinsa (CLK), - signalointipiiriin (10) järjestetään viive pysäytyssignaa-lin (STOP) vastaanottamisen ja lähtökellosignaalin (CLK) 15 pysäyttämisen välillä ja - mainitun viiveen aikana prosessori (20) itse sisäisesti pysäyttää omat toimintonsa ennen kellon (CLK) pysähtymistä, jolloin mainittu viive on riittävän pitkä (vähintään useita mikrosekunteja), jotta prosessori ehtii hallitusti pysäyttää 20 itsensä ennen kellon pysähtymistä, - prosessorin (20) ollessa pysähdyksissä signalointipiirin (10) sisällä jatketaan kellotettua toimintaa, jonka perusteella voidaan järjestää prosessorin (20) käynnistyminen jälleen, 25. järjestetään signalointipiiriltä (10) prosessorille (20) ennalta tunnetun viiveen kuluttua keskeytyssignaali (INTERRUPT), jonka perusteella se käynnistyy jälleen, jolloin mainittu viive on matkapuhelinjärjestelmästä riippuva joko vas-taanottokeskeytyssignaali (INRPT, TACS/AMPStssa) tai 30 ajastussignaali (TIM, NMT:ssä), ja - järjestetään signalointipiirille (10) ennalta määrättyjen ehtojen täyttyessä aktivoituva käynnistyssignaali, jonka perusteella se käynnistää jälleen lähtökellosignaalinsa (CLK). : 35

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signalointipiiriltä (10) tuleva keskeytyssignaali 6 88657 (INTERRUPT) saa aina aikaan myös signalointipiirin (10) läh- tökellosignaalin (CLK) käynnistymisen välittömästi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että prosessori (20) saa sekä keskeytyssignaalin (INTERRUPT) että kellon (CLK) samalta signalointipiiriltä (10).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lähtökellosignaalin (CLK) käyn- 10 nistyssignaali voi olla joko signalointipiirin sisäinen signaali tai ulkoinen signaali (START), joka on järjestetty signalointipiirin tuloliitäntään (14).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tun-15 nettu siitä, että aktivoitu ulkoinen signaali (START) estää signalointipiirin (10) lähtökellosignaalin (CLK) pysäyttämisen .

5 88657

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tun-20 nettu siitä, että mainittu lähtökellosignaalin ulkoinen käynnistyssignaali (START) on jonkin prosessorin tai jonkin muun elimen, kuten näppäimistön, tuottama ohjaussignaali.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii-25 tä, että signalointipiiriin (10) on järjestetty ylimääräinen valvontalogiikka siten, että pysäytyssignaali (STOP) hyväksytään vain ennalta määrättyjen ehtojen täyttyessä. 7 88657