在多傳感器環(huán)境中降低功耗的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及在多傳感器環(huán)境中降低功耗的系統(tǒng)和方法。具體而言，本發(fā)明的多個實施例提供了在多傳感器系統(tǒng)中的全集成、低延時的功率降低。在某些實施例中，通過在一定條件下調(diào)節(jié)陀螺儀、磁力計和加速計的功率以及操作模式來最小化功耗。某些實施例通過使用模擬的陀螺儀數(shù)據(jù)來提供功耗的降低。
【專利說明】在多傳感器環(huán)境中降低功耗的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器功率管理，更具體地，涉及將電磁和慣性傳感器集成到動態(tài)管理系統(tǒng)以降低傳感器功耗的系統(tǒng)、裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在單個封裝內(nèi)集成諸如加速計、陀螺儀和磁力計之類的多種傳感器正成為日益增長的趨勢。傳感器的價格越來越低并已被市場用于大量應(yīng)用。加速計使得消費(fèi)型電子產(chǎn)品的用戶可以方便地進(jìn)行多種操作，例如肖像-風(fēng)景轉(zhuǎn)換或諸如震動和其他運(yùn)動之類的特定事件的檢測。加速計通常測量一維或多維中的加速度。通過檢測三個不同部件關(guān)于三條正交軸線的差值可以測量空間加速度，由此能夠確定角度。沿著時間比較角度，假設(shè)除重力之外不存在加速度，則可以得出角速度。
[0003]在實踐中，雖然加速計為重力提供絕對參考，但也伴隨有許多限制使得它們無法準(zhǔn)確地測量旋轉(zhuǎn)。最重要的是，加速計并非設(shè)計用于區(qū)分旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和線性加速，因為它們感測包括靜態(tài)的和動態(tài)的加速度的加速度的每個分量。因此，根據(jù)角度間的差異，加速計感知插入的橫向運(yùn)動(injected lateral movement)作為不期望的旋轉(zhuǎn)擾動。此外，加速計噪音較大。結(jié)果，在沒有附加的定向信息的情況下，加速度傳感器不適用于檢測動態(tài)和靜態(tài)加速度之間的差異。
[0004]與此相對，陀螺儀或角速率傳感器非常適合于測量旋轉(zhuǎn)。它們設(shè)計為只感測旋轉(zhuǎn)定向且排除由線性加速度引起的擾動。然而，陀螺儀不具有絕對參考信息。因此，即使當(dāng)角速率傳感器是靜止的且沒有進(jìn)行任何實際的角度旋轉(zhuǎn)時，即估計的旋轉(zhuǎn)角度的RMS值保持為O時，一旦傳感器的固有噪聲輸出信號對時間積分，則估計的旋轉(zhuǎn)角度將為非零。結(jié)果，緩慢的角度漂移發(fā)生，這可以用“隨機(jī)游走”理論來描述。
[0005]現(xiàn)行方法是將陀螺儀與來自低帶寬加速計的適當(dāng)而精確的參數(shù)相結(jié)合，用以補(bǔ)償陀螺儀的緩慢漂移。然而，盡管加速計能夠在截距和滾動面上補(bǔ)償陀螺儀的漂移，但是其不能補(bǔ)償圍繞陀螺儀的垂直軸的漂移(搖擺)，因為加速計缺少對于地球磁場北極的絕對參考。一種解決方案是，將磁力計增加到陀螺儀和加速計的組合中以補(bǔ)償圍繞搖擺軸的陀螺儀的漂移，因為磁力計的磁場傳感器提供了加速計所缺少的絕對參考。
[0006]然而，組合多個傳感器會導(dǎo)致必須由系統(tǒng)集成器承受的相對高的功耗，并且無法明顯地降低該相對高的功耗，尤其是只要陀螺儀啟動。目前，市場上可獲得的陀螺儀的平均功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10mW。由于陀螺儀通常為單機(jī)型，實時打開或關(guān)斷陀螺儀以管理電源需要向/從陀螺儀傳送數(shù)據(jù)的應(yīng)用處理器，從而控制陀螺儀的打開和關(guān)斷時間。這個過程通常由軟件管理，且主要具有包括時間延遲和提高的功率要求的兩個固有限制。另外，軟件操作系統(tǒng)的慢的定時方案使得由短時的關(guān)斷時間(例如，Ims)而產(chǎn)生的可能的節(jié)能無法實行。同樣，由長時的關(guān)斷時間(例如，50ms)而產(chǎn)生的節(jié)能被陀螺儀固有的慢的打開時間阻止。另夕卜，基于軟件的方式要求應(yīng)用處理器的恒定操作，例如，使得數(shù)據(jù)通信能夠詢問加速計以確定打開和關(guān)斷陀螺儀的適當(dāng)?shù)臅r間。這有助于增加數(shù)據(jù)流量、CPU周期和功耗?？傊谲浖姆绞阶柚瓜到y(tǒng)集成器實現(xiàn)明顯的節(jié)能。
[0007]需要的是，能夠完全集成的傳感器功率管理以克服上述的限定并在將陀螺儀的平均功耗降低至5mW以下的同時提供陀螺儀的優(yōu)良的感測性能的方法、裝置和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提出一種在多傳感器系統(tǒng)中降低功耗的完全集成的、低延時的方式。多個實施例提供可編程功率管理架構(gòu)，其通過基于包括實際功耗的動態(tài)條件來最小化傳感器工作在全功率期間的時間從而降低傳感器功耗。多個實施例米用基于硬件的方式，其基于一組預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，詢問傳感器數(shù)據(jù)的組合以調(diào)節(jié)陀螺儀、磁力計和加速計的操作的功率及模式，從而降低功耗。在某些實施例中，在當(dāng)陀螺儀并不是嚴(yán)格需要提供旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的特定條件下，磁力計、加速計或兩者均提供用于模擬虛擬陀螺儀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
[0009]這里已經(jīng)概括地描述了本發(fā)明的特定特征和優(yōu)點；然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在看到附圖、說明書及其權(quán)利要求后，這里所呈現(xiàn)的附加的特征、優(yōu)點和實施例會是顯而易見的。因此，應(yīng)理解為，本發(fā)明的范圍不限制于該
【發(fā)明內(nèi)容】
部分所公開的具體實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]將參考本發(fā)明的實施例，在附圖中例示了本發(fā)明實施例的示例。這些附圖意在說明，而非進(jìn)行限制。雖然在這些實施例的內(nèi)容中概括地描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解為，并非意在將本發(fā)明的范圍限制于這些具體實施例。
[0011]圖1是用于控制多傳感器系統(tǒng)中的功耗的功率管理系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖2示出了用于移動電話的現(xiàn)代操作系統(tǒng)的軟件層的典型結(jié)構(gòu)。
[0013]圖3A是用于快速使用模型的傳感器的功率管理的有限狀態(tài)機(jī)(FSM)實施方式的示例性示例。
[0014]圖3B是用于慢速使用模型的傳感器的功率管理的FSM實施方式的示例性示例。
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的用于管理傳感器功率的示例性過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]在下列描述中，為了達(dá)到解釋的目的，闡述了特定的細(xì)節(jié)從而提供對本發(fā)明的理解。但是顯然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠?qū)嵤┍景l(fā)明而無需這些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以以多種方式以及使用多種手段來執(zhí)行如下所述的本發(fā)明的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，附加的修改、應(yīng)用和實施例包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)，作為本發(fā)明提供應(yīng)用的附加領(lǐng)域。因此，下述的實施例是本發(fā)明的具體實施例的例示，并用來避免使本發(fā)明模糊不清。
[0017]說明中所引用的“一個實施例”或“一實施例”是指結(jié)合實施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、特點或功能包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。說明書中多處出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”、“在一實施例中”等并不必然指向同一個實施例。
[0018]此外，附圖中部件之間或方法步驟之間的連接并不局限于直接影響的連接。相反，在不背離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，附圖中所示的部件之間或方法步驟之間的連接可以通過向其添加中間部件或方法步驟來進(jìn)行修改或改變。[0019]在呈現(xiàn)的多個實施例中，集成的動態(tài)傳感器功率管理方案動態(tài)地關(guān)斷陀螺儀，只要條件允許其關(guān)斷，例如，當(dāng)在一些時間段沒有積極使用陀螺儀時。例如，為了降低智能手機(jī)的功率預(yù)算，在通話期間可以關(guān)斷應(yīng)用所使用的陀螺儀而無需退出該應(yīng)用。
[0020]將磁力計與加速計組合使得系統(tǒng)集成器能夠代替陀螺儀的某些功能，因為系統(tǒng)可以獲得所有需要的絕對參考來在空間中準(zhǔn)確地定向物體，而沒有留下任何未知參數(shù)。不幸地是，這種組合仍然易于產(chǎn)生由磁力計和加速計兩者產(chǎn)生的那種類型的噪音，如前所論述的那樣；尤其是處于較高頻率。例如，以IOOHz帶寬操作磁力計將引起磁力計捕捉由周邊電子設(shè)備這樣的設(shè)備產(chǎn)生的外部磁干擾，這將導(dǎo)致噪聲極高的羅盤。因此，只有在限定的帶寬狀態(tài)(諸如用于慢速運(yùn)動)下，才能夠組合加速計與磁力計以相對準(zhǔn)確地檢測旋轉(zhuǎn)。在需要檢測更快運(yùn)動的應(yīng)用中，諸如在游戲應(yīng)用中，陀螺儀是檢測旋轉(zhuǎn)的優(yōu)選方法。本文中所描述的全集成的、低延時方式在將陀螺儀平均功耗降至5mW以下的同時提供了陀螺儀的優(yōu)良的感測性能。
[0021]圖1示出了用于控制多傳感器系統(tǒng)中的功耗的功率管理系統(tǒng)。功率管理系統(tǒng)100可以包括融合模塊102，該模塊將由一組內(nèi)部或外部傳感器提供的諸如角度數(shù)據(jù)之類的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，所述數(shù)據(jù)例如是可以通過多個串行接口 132、134和136與系統(tǒng)100耦合的陀螺儀數(shù)據(jù)120、加速計數(shù)據(jù)124和磁力計數(shù)據(jù)128。系統(tǒng)100進(jìn)一步包含功率管理器104，該功率管理器設(shè)計為接收包括來自傳感器組中的一個或多個傳感器的數(shù)據(jù)的傳感器數(shù)據(jù)。功率管理器104通過控制信號122、126、130與一個或多個傳感器通信以管理它們的操作。
[0022]陀螺儀112是諸如三維角速率傳感器之類的傳感器，其測量角度位置的旋轉(zhuǎn)速率并輸出一個或多個相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號120。典型地，陀螺儀112具有超過300Hz的帶寬。在操作中，陀螺儀112消耗大約5mW的功率。與此相對，當(dāng)陀螺儀112被關(guān)斷時其實際上不消耗任何功率。加速計114是一傳感器，其通過感測線性移動來測量加速度并輸出一個或多個相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號124。磁力計116是磁場強(qiáng)度傳感器，其通過一個或多個相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號128為磁北極提供絕對參考。
[0023]在一個實施例中，功率管理系統(tǒng)100被配置為使用功率管理器104來監(jiān)測使用磁力計116的磁場強(qiáng)度的三個自由度，使用加速計114的線性運(yùn)動的三個自由度以及通過陀螺儀112的角度運(yùn)動的三個自由度，從而產(chǎn)生能夠通過數(shù)字傳感器輸出數(shù)據(jù)信號120、124和128在空間追蹤物體的定向和運(yùn)動的9個自由度的傳感器系統(tǒng)。
[0024]功率管理器104例如通過數(shù)字功率控制信號132、134、136來傳達(dá)在任意給定時刻傳感器112、114、116中的哪一個啟用或禁用的決定。一個或多個傳感器112、114、116可以以任意的組合形式被啟用或禁用，從而有助于降低整體功耗。
[0025]在一個實施例中，功率管理器104根據(jù)加速計114或磁力計116或它們兩者的狀態(tài)來確定是否禁用陀螺儀112。完全關(guān)斷陀螺儀112可以提供最大的節(jié)能，因為加速計114和磁力計116通常明顯地比陀螺儀112消耗更少的功率。在一個實施例中，加速計114和磁力計116兩者在任意時候均可以保持運(yùn)行和有效，并且始終由硬件或軟件來監(jiān)測，從而持續(xù)向功率管理器104提供關(guān)于它們的條件的狀態(tài)信息。
[0026]此外，功率管理器104可以例如在與功率管理器104耦合的軟件輸入接口 157處接收關(guān)于內(nèi)部或外部軟件事件156的信息。通過軟件事件所接收的信息可以包括:用戶設(shè)置、軟件中斷和關(guān)于用戶響應(yīng)期望的軟件配置。在其他實例中，功率管理器104對實際測量的傳感器數(shù)據(jù)作出反應(yīng)。例如，當(dāng)磁力計116的傳感器輸出信號實質(zhì)超過表示磁干擾的源(例如磁力計116附近的一組大的揚(yáng)聲器)的預(yù)定閾值時，這樣的干擾會產(chǎn)生不可靠的磁力計數(shù)據(jù)128并導(dǎo)致功率管理器104通過暫時拒絕所產(chǎn)生的錯誤磁力計數(shù)據(jù)128直到恢復(fù)正常情況為止來對傳感器輸出信號中的明顯增長作出反應(yīng)。
[0027]在一個實施例中，可以在融合模塊102內(nèi)組合由陀螺儀112、加速計114和磁力計116所提供的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生融合的角度數(shù)據(jù)152，其用于估計定向，即與陀螺儀112、加速計114和磁力計116耦合的運(yùn)動物體的角度和角速度。物體在空間中的角速度可以根據(jù)關(guān)于多條軸線所收集的傳感器讀數(shù)來靜態(tài)和動態(tài)地準(zhǔn)確測定，例如，通過產(chǎn)生四元數(shù)。(四元數(shù)是表示陀螺儀的定向的優(yōu)選方式，基于它們在數(shù)學(xué)上比例如歐拉角更易于操控的事實。)不同的是，在僅使用陀螺儀112的情況下，如果在任意長度的時間段內(nèi)都未檢測到運(yùn)動則系統(tǒng)不出現(xiàn)任何類型的偏差，也就是說，在相對大的帶寬上(例如，從DC到幾百赫茲)陀螺儀數(shù)據(jù)不漂移而保持準(zhǔn)確。
[0028]陀螺儀112、加速計114和磁力計116的組合使得能夠迅速地進(jìn)行捕捉運(yùn)動以及相對于絕對參考準(zhǔn)確地確定定向。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在功率管理系統(tǒng)100內(nèi)實施陀螺儀112、加速計114和磁力計116以及附加的控制系統(tǒng)、非運(yùn)動傳感器和數(shù)據(jù)儲存器。
[0029]在一個實施例中，功率管理系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包含數(shù)據(jù)虛擬器106，其設(shè)計為接收諸如加速計數(shù)據(jù)134和磁力計數(shù)據(jù)136之類的傳感器數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)虛擬器106例如通過多路復(fù)用器110在原始數(shù)據(jù)輸出接口 155處輸出原始數(shù)據(jù)154。在特定條件下，數(shù)據(jù)虛擬器106組合由加速計114和磁力計116所提供的數(shù)據(jù)以模仿陀螺儀112的行為從而輸出可以代替實際的陀螺儀原始數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)154，以進(jìn)一步提高功率管理系統(tǒng)100的節(jié)能方案。在以相對小的注入的噪聲等級為特點的有限帶寬和低數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用中，諸如在包括慢速移動的電視指針的應(yīng)用中，例如，數(shù)據(jù)虛擬器106可以從加速計114的傳感器輸出信號生成虛擬陀螺儀原始數(shù)據(jù)154以代替陀螺儀數(shù)據(jù)120。在另一個實施例中，數(shù)據(jù)虛擬器106可以從加速計114和磁力計116的傳感器輸出信號的組合生成虛擬的陀螺儀原始數(shù)據(jù)154。
[0030]在某些實例中，虛擬化的角度旋轉(zhuǎn)原始數(shù)據(jù)154可能不充分而除了虛擬的數(shù)據(jù)以外還可能需要陀螺儀數(shù)據(jù)120。例如，軟件應(yīng)用可以以要求陀螺儀數(shù)據(jù)120的方式被寫入。在這些情況下，數(shù)據(jù)虛擬器106可以利用多路復(fù)用器110來直接地輸出實際的陀螺儀數(shù)據(jù)120。
[0031]為了進(jìn)一步的處理，可以將原始數(shù)據(jù)154和包括關(guān)于定向的信息的來自各個傳感器的融合角度數(shù)據(jù)152傳送到操作系統(tǒng)軟件驅(qū)動器，包括傳送到在應(yīng)用接口等級(未示出)的應(yīng)用程序接口(API)。
[0032]圖2示出了用于移動電話的現(xiàn)代操作系統(tǒng)的軟件層的典型結(jié)構(gòu)。
[0033]圖3A是用于快速使用模型的傳感器的功率管理的FSM實施方式的示例性示例。介紹了三種不同的功率模式，正常模式302、休眠模式312和暫停模式322。
[0034]在一個實施例中，在所有的三個功率模式中，加速計和磁力計始終打開。在可能是默認(rèn)設(shè)置的正常模式302中，陀螺儀始終打開；在第一節(jié)能狀態(tài)的休眠模式312中，陀螺儀的功耗被降低，例如從5mW至3mW ;最后，在第二節(jié)能狀態(tài)的暫停模式322中，陀螺儀始終關(guān)斷或處于非有效狀態(tài)。從效率的角度來看，希望保持在暫停模式322中的時間越長越好，從而最小化功耗。
[0035]假設(shè)例如操作系統(tǒng)或應(yīng)用(預(yù))選擇了與用于有限狀態(tài)機(jī)300的(例如用于游戲應(yīng)用)快速使用模型相對應(yīng)的設(shè)置，則狀態(tài)機(jī)300通常在多數(shù)時間保持在正常模式302。如果在預(yù)定時間長度(例如，20毫秒)內(nèi)未檢測到明顯的運(yùn)動，則狀態(tài)機(jī)300轉(zhuǎn)換到休眠模式312。在休眠模式312中，功耗從例如5mW降到3mW以允許相當(dāng)快的恢復(fù)，在幾毫秒的數(shù)量級，而不是從暫停模式(將在接下來的段落描述)恢復(fù)所需的十分之幾毫秒。一旦檢測到事件(例如，運(yùn)動或軟件事件)，狀態(tài)機(jī)300就能夠相對迅速地從低功率休眠模式312轉(zhuǎn)換回正常模式302以恢復(fù)全面的正常操作。典型地，該轉(zhuǎn)換歷時少于I毫秒，其在游戲應(yīng)用中構(gòu)成了在用戶體驗方面可以忽略不計的延遲。在休眠模式312，加速計和磁力計保持打開并繼續(xù)向四元數(shù)輸出和原始數(shù)據(jù)虛擬器輸出兩者提供旋轉(zhuǎn)信息。
[0036]如果在延長的時間段(例如，10秒)內(nèi)沒有檢測到明顯的運(yùn)動，例如，陀螺儀在較長時間段內(nèi)沒有被使用，則狀態(tài)機(jī)300可以從休眠模式312轉(zhuǎn)換到暫停模式322。在一個實施例中，只有滿足至少一個附加條件之后，例如，磁力計的精確度充分可靠，狀態(tài)機(jī)300才采取暫停模式322。
[0037]在暫停模式322中，完全關(guān)斷陀螺儀以進(jìn)一步增強(qiáng)節(jié)能。陀螺儀在暫停模式322中的功耗幾乎為0，例如小于10yW。一旦處于暫停模式322中，對于所涉及的帶寬相對有限的應(yīng)用，可以組合磁力計和加速計來提供如前文所述的模擬陀螺儀的行為的模擬的虛擬旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
[0038]在暫停模式322中檢測到事件(例如，旋轉(zhuǎn)、震動事件)后，或者在磁力計數(shù)據(jù)中檢測到不可接受的低精確度，則狀態(tài)機(jī)300返回正常模式302。在一個實施例中，從暫停模式322退出的條件可以是超過加速計輸出數(shù)據(jù)或磁力計輸出數(shù)據(jù)的預(yù)定閾值。在多數(shù)實例中，帶寬較大時會使用休眠模式312且期望快速恢復(fù)到正常模式302。
[0039]圖3B是用于慢速使用模型的傳感器的功率管理的FSM實施方式的示例性示例。假設(shè)為有限狀態(tài)機(jī)350 (預(yù))選擇了慢速使用模型，例如，在典型的用戶界面操作中，如通過關(guān)于適當(dāng)?shù)妮S線傾斜手機(jī)來控制菜單，其中最高頻率為60Hz。在這樣的設(shè)置中，在陀螺儀不經(jīng)常使用且?guī)挶幌拗频那闆r下，可能從在轉(zhuǎn)換到暫停模式322之前進(jìn)入休眠模式312無法獲得益處。在一個實施例中，如果在預(yù)定時間段內(nèi)(例如，10秒)沒有檢測到明顯的運(yùn)動，則狀態(tài)機(jī)350從正常模式302直接轉(zhuǎn)換到暫停模式322以最大化節(jié)能。
[0040]在一個實施例中，磁力計和加速計保持打開并且是繼續(xù)向四元數(shù)輸出和原始數(shù)據(jù)虛擬器輸出提供旋轉(zhuǎn)信息的唯一來源。在磁力計數(shù)據(jù)中檢測到事件或低的精確度后，狀態(tài)機(jī)300返回正常模式302。從節(jié)能狀態(tài)恢復(fù)的時間，例如在檢測到事件和從暫停模式322轉(zhuǎn)換到正常模式302之間的時間應(yīng)充分快速以避免錯過任何附加的事件或運(yùn)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以增加所選擇的狀態(tài)機(jī)的復(fù)雜度，并且可以增加中間的功率模式以對狀態(tài)機(jī)條件的變化作出反應(yīng)，從而獲得類似的節(jié)能。
[0041]應(yīng)當(dāng)理解，前述的示例和實施例是示例性的且出于清楚和進(jìn)行理解的目的，而并非對于本發(fā)明范圍進(jìn)行限制。應(yīng)當(dāng)指出，在閱讀說明書和研究附圖后，所有的排列、增強(qiáng)、等同、組合及其改進(jìn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是顯而易見的，且都包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。因此應(yīng)當(dāng)指出，權(quán)利要求包括落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的所有這樣的修改、排列和等同。
[0042]圖4是根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的用于管理傳感器功率的示例性過程的流程圖。節(jié)能的過程在傳感器數(shù)據(jù)被接收時的步驟402開始。該傳感器數(shù)據(jù)與被配置為測量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的一個或多個傳感器關(guān)聯(lián)。
[0043]在步驟404，功率管理器確定外部事件的存在，例如，軟件中斷。
[0044]在步驟406，將一個或多個基于規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到從傳感器所接收的傳感器數(shù)據(jù)。
[0045]在步驟408，功率管理器確定傳感器數(shù)據(jù)是否滿足一個或多個標(biāo)準(zhǔn)條件。
[0046]響應(yīng)于上述確定，在步驟410，功率管理器選擇多個操作狀態(tài)中的一個。
[0047]最后，在步驟412，功率管理器使得一個或多個傳感器操作在所選擇的狀態(tài)。每個狀態(tài)包括多個操作模式，在所述多個操作模式之間可以切換傳感器以降低功耗。
[0048]本領(lǐng)域術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，較少或附加的步驟可以與本文中所描述的步驟相結(jié)合。流程圖內(nèi)的方框的布置或本文中的描述并不暗示特定的順序。
【權(quán)利要求】
1.一種降低傳感器功耗的方法,包括: 從一個或多個傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)來自旋轉(zhuǎn)運(yùn)動； 將基于規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于所述傳感器數(shù)據(jù)以確定所述傳感器數(shù)據(jù)是否滿足一個或多個條件；以及作為響應(yīng) 通過在第一操作模式和第二操作模式之間進(jìn)行切換來調(diào)節(jié)由至少一個所述傳感器消耗的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一操作模式為休眠模式，所述第二操作模式為暫停模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于所述確定而將一個或多個傳感器從包括第一組操作模式的第一狀態(tài)切換到包括第二組操作模式的第二狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第二條件包括:所述傳感器數(shù)據(jù)滿足可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第三條件包括:一個傳感器已經(jīng)在第一預(yù)定的時間段內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定進(jìn)一步包括:將第一傳感器的第一數(shù)據(jù)與至少第二傳感器的第二數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第二操作模式包括:部分地降低所述功耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的方法，其中，第二操作模式包括:關(guān)斷一個或多個傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:從來自至少兩個傳感器的數(shù)據(jù)生成虛擬的傳感器數(shù)據(jù)，其中，第四條件為帶寬要求低于第二預(yù)定的閾值，第五條件為從磁源所檢測的磁干擾低于預(yù)定的閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:從所述傳感器數(shù)據(jù)生成融合的角度數(shù)據(jù)。
11.一種完全集成的功率管理系統(tǒng)，包括: 多個傳感器，所述多個傳感器被配置為檢測和輸出與運(yùn)動相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)；以及功率管理模塊，所述功率管理模塊被耦合為接收所述傳感器數(shù)據(jù)，所述功率管理模塊被配置為基于所述傳感器數(shù)據(jù)而通過至少一個所述傳感器來調(diào)節(jié)功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述多個傳感器包括:陀螺儀、加速計和磁力計。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模塊響應(yīng)于所述傳感器數(shù)據(jù)來將至少一個所述傳感器配置為以多個操作模式進(jìn)行操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述多個操作模式中的第一個包括:休眠模式和暫停模式兩者。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模炔基于從第一傳感器獲得的傳感器數(shù)據(jù)與從第二傳感器獲得的傳感器數(shù)據(jù)的比較來將至少一個所述傳感器配置為以多個模式進(jìn)行操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模塊響應(yīng)于接收關(guān)于外部事件的信息來將至少一個所述傳感器配置為以多個模式之一進(jìn)行操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模炔基于關(guān)于所述多個傳感器的可靠性數(shù)據(jù)的存在來將至少一個所述傳感器配置為以多個模式進(jìn)行操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模炔基于對超過預(yù)定閾值的運(yùn)動的檢測來將至少一個所述傳感器配置為以多個模式進(jìn)行操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括融合模塊，所述融合模塊對所述傳感器數(shù)據(jù)的至少一子集進(jìn)行融合。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模塊進(jìn)一步包括處理器，所述處理器基于所述傳感器數(shù)據(jù)生成數(shù)字傳感器控制命令。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理模塊進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)虛擬器，所述數(shù)據(jù)虛擬器從所述傳感器數(shù)`據(jù)的子集模擬陀螺儀數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06F1/32GK103869928SQ201310756227
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】L·薩拉, I·帕多瓦尼, S·薩巴泰利 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司