適用于信號(hào)處理單元的低功耗能源管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及一種能源管理方法，具體涉及一種適用于信號(hào)處理單元的低功耗能源管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]小型化深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀用于在深水中對(duì)水聲信號(hào)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，為適應(yīng)其小尺寸的要求，其內(nèi)置的供電電源應(yīng)盡量采用小體積電池，但由此會(huì)導(dǎo)致深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀在水下工作周期短。為在使用小體積電池的基礎(chǔ)上使其能夠長(zhǎng)時(shí)間在水下獨(dú)立工作，需對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行低功耗能源管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種適用于信號(hào)處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號(hào)處理單元工作過(guò)程中的功耗，提高能源利用率，延長(zhǎng)其所在系統(tǒng)的工作時(shí)長(zhǎng)。
[0004]所述信號(hào)處理單元包括:A\D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述控制模塊采用MSP430系列控制器；
[0005]基于低功耗能源管理的一次兵乓緩存的信號(hào)處理流程為:
[0006]所述A\D轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中；所述A\D轉(zhuǎn)換模塊使用其自身的時(shí)鐘源完成A\D轉(zhuǎn)換，同時(shí)控制模塊為其提供定時(shí)采樣時(shí)鐘源ACLK ;所述A\D轉(zhuǎn)換模塊持續(xù)穩(wěn)定工作，當(dāng)信號(hào)處理單元當(dāng)前的工作狀態(tài)僅為A\D轉(zhuǎn)換時(shí)，配置控制模塊進(jìn)入低功耗模式；
[0007]針對(duì)一次采樣數(shù)據(jù)的A\D轉(zhuǎn)換完成后，所述控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應(yīng)，開(kāi)啟其內(nèi)部的主時(shí)鐘MCLK為DMA提供時(shí)鐘源，所述控制模塊采用DMA將存儲(chǔ)在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)移到控制模塊的緩存中；
[0008]當(dāng)一次DMA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成后，所述控制模塊判斷當(dāng)前緩存是否存滿(mǎn)，若當(dāng)前緩存未存滿(mǎn)，立即關(guān)閉主時(shí)鐘MCLK，控制模塊進(jìn)入低功耗模式；若當(dāng)前緩存已存滿(mǎn)，所述控制模塊使DMA目的地址指向另一個(gè)數(shù)據(jù)緩存，此時(shí)控制模塊打開(kāi)存儲(chǔ)模塊的使能信號(hào)，給存儲(chǔ)模塊供電；然后所述控制模塊向存儲(chǔ)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入指令，控制模塊在接收到存儲(chǔ)模塊的應(yīng)答后，將緩存中的數(shù)據(jù)以設(shè)定的格式寫(xiě)入到存儲(chǔ)模塊的指定數(shù)據(jù)地址中；數(shù)據(jù)寫(xiě)入完成后，所述控制模塊關(guān)閉主時(shí)鐘MCLK，同時(shí)關(guān)閉存儲(chǔ)模塊使能信號(hào)，控制模塊進(jìn)入低功耗模式。
[0009]有益效果:
[0010]該方法通過(guò)對(duì)信號(hào)處理單元中的A\D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲(chǔ)模塊進(jìn)行分開(kāi)管理，在只進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)換時(shí)，關(guān)閉存儲(chǔ)模塊，控制模塊處于低功耗模式；同時(shí)在每次控制模塊完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移或存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，立即關(guān)閉對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘源。由此能夠有效降低信號(hào)處理單元工作過(guò)程中的能耗，提高能源利用率，延長(zhǎng)其所在系統(tǒng)的工作時(shí)長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為采用低功耗管理的智能水聽(tīng)器信號(hào)處理單元的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0013]本實(shí)施例提供一種運(yùn)用于小型化深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的信號(hào)處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號(hào)處理單元工作過(guò)程中的能耗，提高小型化深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的工作時(shí)長(zhǎng)。
[0014]深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀布放在深水中，用于采集、處理并存儲(chǔ)水聲信號(hào)。其信號(hào)處理單元包括A\D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲(chǔ)模塊；其中控制模塊采用MSP430控制器MSP430FG4618，存儲(chǔ)模塊采用MIC-SD卡。
[0015]由水聲信號(hào)采集單元、前置放大器和濾波器組成的深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的低功耗模擬前端采集水聲信號(hào)，并將采集到的水聲信號(hào)進(jìn)行放大、濾波得到固定帶寬的水聲信號(hào)(模擬信號(hào))。所述A\D轉(zhuǎn)換模塊將低功耗模擬前端處理過(guò)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中。A\D轉(zhuǎn)換模塊以及低功耗模擬前端需連續(xù)穩(wěn)定工作以保證深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀采集信號(hào)的實(shí)時(shí)性，因此對(duì)低功耗模擬前端和A\D轉(zhuǎn)換模塊持續(xù)穩(wěn)定供電。
[0016]基于低功耗能源管理的深水?dāng)?shù)據(jù)記錄儀的工作流程如圖1所示:
[0017]在只需進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)換，配置控制器MSP430FG4618進(jìn)入(LPM3)低功耗模式，A\D轉(zhuǎn)換模塊使用控制器MSP430FG4618內(nèi)部ADC12模塊ADC12CLK提供A\D轉(zhuǎn)換所需時(shí)鐘源，通過(guò)ACLK提供頻率較低的定時(shí)采樣時(shí)鐘源。
[0018]針對(duì)一次采樣數(shù)據(jù)的A\D轉(zhuǎn)換完成后，控制器觸發(fā)中斷使DMA響應(yīng)，開(kāi)啟MCLK為DMA提供時(shí)鐘，控制器采用DMA(直接內(nèi)存存取)加工經(jīng)A\D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)從A\D轉(zhuǎn)換寄存器轉(zhuǎn)移到控制器的兵乓緩存中。
[0019]一次DMA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成后，控制器判斷當(dāng)前緩存是否存滿(mǎn)，若當(dāng)前緩存未存滿(mǎn)，立即關(guān)閉主時(shí)鐘MCLK，控制模塊進(jìn)入低功耗模式；若當(dāng)前緩存已存滿(mǎn)，控制器使DMA目的地址指向另一個(gè)數(shù)據(jù)緩存，此時(shí)控制器打開(kāi)存儲(chǔ)模塊的使能信號(hào)，給存儲(chǔ)模塊供電；然后所述控制器向存儲(chǔ)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入指令；控制器在接收到存儲(chǔ)模塊的應(yīng)答后，將緩存中的數(shù)據(jù)以設(shè)定的格式寫(xiě)入到存儲(chǔ)模塊的指定數(shù)據(jù)地址中；數(shù)據(jù)寫(xiě)入完成后，所述控制器關(guān)閉主時(shí)鐘MCLK，同時(shí)關(guān)閉存儲(chǔ)模塊使能信號(hào)，控制模塊再次進(jìn)入低功耗模式。
[0020]通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)記錄儀的信號(hào)處理過(guò)程采用上述低功耗能源管理，能夠有效降低其功耗，提高能源利用率，從而在使用小體積電池的基礎(chǔ)上能夠保證其工作時(shí)長(zhǎng)。
[0021]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于信號(hào)處理單元的低功耗能源管理方法，其特征在于，所述信號(hào)處理單元包括:A\D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述控制模塊采用MSP430系列控制器； 基于低功耗能源管理的一次兵乓緩存的信號(hào)處理流程為: 所述A\D轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中；所述A\D轉(zhuǎn)換模塊使用其自身的時(shí)鐘源完成A\D轉(zhuǎn)換，同時(shí)控制模塊為其提供定時(shí)采樣時(shí)鐘源ACLK ;所述A\D轉(zhuǎn)換模塊持續(xù)穩(wěn)定工作，當(dāng)信號(hào)處理單元當(dāng)前的工作狀態(tài)僅為A\D轉(zhuǎn)換時(shí)，配置控制模塊進(jìn)入低功耗模式； 針對(duì)一次采樣數(shù)據(jù)的A\D轉(zhuǎn)換完成后，所述控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應(yīng)，開(kāi)啟其內(nèi)部的主時(shí)鐘MCLK為DMA提供時(shí)鐘源，所述控制模塊采用DMA將存儲(chǔ)在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)移到控制模塊的緩存中； 當(dāng)一次DMA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成后，所述控制模塊判斷當(dāng)前緩存是否存滿(mǎn)，若當(dāng)前緩存未存滿(mǎn)，立即關(guān)閉主時(shí)鐘MCLK，控制模塊進(jìn)入低功耗模式；若當(dāng)前緩存已存滿(mǎn)，所述控制模塊使DMA目的地址指向另一個(gè)數(shù)據(jù)緩存，此時(shí)控制模塊打開(kāi)存儲(chǔ)模塊的使能信號(hào)，給存儲(chǔ)模塊供電；然后所述控制模塊向存儲(chǔ)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入指令，控制模塊在接收到存儲(chǔ)模塊的應(yīng)答后，將緩存中的數(shù)據(jù)以設(shè)定的格式寫(xiě)入到存儲(chǔ)模塊的指定數(shù)據(jù)地址中；數(shù)據(jù)寫(xiě)入完成后，所述控制模塊關(guān)閉主時(shí)鐘MCLK，同時(shí)關(guān)閉存儲(chǔ)模塊使能信號(hào)，控制模塊進(jìn)入低功耗模式。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種適用于信號(hào)處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號(hào)處理單元工作過(guò)程中的能耗。信號(hào)處理單元包括A\D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和存儲(chǔ)模塊；A\D轉(zhuǎn)換模塊持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)存在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中；在當(dāng)前的工作狀態(tài)僅為A\D轉(zhuǎn)換時(shí)，控制模塊處于低功耗模式。一次A\D轉(zhuǎn)換結(jié)束，控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應(yīng)，采用DMA將存儲(chǔ)在A\D轉(zhuǎn)換寄存器中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)移到控制模塊的緩存中。當(dāng)一次DMA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成后，若當(dāng)前緩存未存滿(mǎn)，立即關(guān)閉主時(shí)鐘；若當(dāng)前緩存已存滿(mǎn)，控制模塊使DMA目的地址指向另一個(gè)數(shù)據(jù)緩存，此時(shí)控制模塊打開(kāi)存儲(chǔ)模塊的使能信號(hào)，將緩存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)模塊；數(shù)據(jù)寫(xiě)入完成后，關(guān)閉主時(shí)鐘和存儲(chǔ)模塊使能信號(hào)。
【IPC分類(lèi)】G06F1-32
【公開(kāi)號(hào)】CN104571463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410852434
【發(fā)明人】馬志騰, 李陽(yáng)
【申請(qǐng)人】北京長(zhǎng)城電子裝備有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日