適用于信號處理單元的低功耗能源管理方法
【技術領域】
[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處理單元的低功耗能源管理方法。
【背景技術】
[0002]小型化深水數據記錄儀用于在深水中對水聲信號進行采集和存儲，為適應其小尺寸的要求，其內置的供電電源應盡量采用小體積電池，但由此會導致深水數據記錄儀在水下工作周期短。為在使用小體積電池的基礎上使其能夠長時間在水下獨立工作，需對其工作過程進行低功耗能源管理。

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種適用于信號處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號處理單元工作過程中的功耗，提高能源利用率，延長其所在系統(tǒng)的工作時長。
[0004]所述信號處理單元包括:A\D轉換模塊、控制模塊和存儲模塊；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處理流程為:
[0006]所述A\D轉換模塊將接收到的模擬信號轉換為數字信號并存儲在A\D轉換寄存器中；所述A\D轉換模塊使用其自身的時鐘源完成A\D轉換，同時控制模塊為其提供定時采樣時鐘源ACLK ;所述A\D轉換模塊持續(xù)穩(wěn)定工作，當信號處理單元當前的工作狀態(tài)僅為A\D轉換時，配置控制模塊進入低功耗模式；
[0007]針對一次采樣數據的A\D轉換完成后，所述控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應，開啟其內部的主時鐘MCLK為DMA提供時鐘源，所述控制模塊采用DMA將存儲在A\D轉換寄存器中的數字信號轉移到控制模塊的緩存中；
[0008]當一次DMA數據轉移完成后，所述控制模塊判斷當前緩存是否存滿，若當前緩存未存滿，立即關閉主時鐘MCLK，控制模塊進入低功耗模式；若當前緩存已存滿，所述控制模塊使DMA目的地址指向另一個數據緩存，此時控制模塊打開存儲模塊的使能信號，給存儲模塊供電；然后所述控制模塊向存儲模塊發(fā)送數據寫入指令，控制模塊在接收到存儲模塊的應答后，將緩存中的數據以設定的格式寫入到存儲模塊的指定數據地址中；數據寫入完成后，所述控制模塊關閉主時鐘MCLK，同時關閉存儲模塊使能信號，控制模塊進入低功耗模式。
[0009]有益效果:
[0010]該方法通過對信號處理單元中的A\D轉換模塊、控制模塊和存儲模塊進行分開管理，在只進行A\D轉換時，關閉存儲模塊，控制模塊處于低功耗模式；同時在每次控制模塊完成數據轉移或存儲模塊完成數據存儲時，立即關閉對應的時鐘源。由此能夠有效降低信號處理單元工作過程中的能耗，提高能源利用率，延長其所在系統(tǒng)的工作時長。
【附圖說明】
[0011]圖1為采用低功耗管理的智能水聽器信號處理單元的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0013]本實施例提供一種運用于小型化深水數據記錄儀的信號處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號處理單元工作過程中的能耗，提高小型化深水數據記錄儀的工作時長。
[0014]深水數據記錄儀布放在深水中，用于采集、處理并存儲水聲信號。其信號處理單元包括A\D轉換模塊、控制模塊和存儲模塊；其中控制模塊采用MSP430控制器MSP430FG4618，存儲模塊采用MIC-SD卡。
[0015]由水聲信號采集單元、前置放大器和濾波器組成的深水數據記錄儀的低功耗模擬前端采集水聲信號，并將采集到的水聲信號進行放大、濾波得到固定帶寬的水聲信號(模擬信號)。所述A\D轉換模塊將低功耗模擬前端處理過的模擬信號轉換為數字信號存儲在A\D轉換寄存器中。A\D轉換模塊以及低功耗模擬前端需連續(xù)穩(wěn)定工作以保證深水數據記錄儀采集信號的實時性，因此對低功耗模擬前端和A\D轉換模塊持續(xù)穩(wěn)定供電。
[0016]基于低功耗能源管理的深水數據記錄儀的工作流程如圖1所示:
[0017]在只需進行A\D轉換，配置控制器MSP430FG4618進入(LPM3)低功耗模式，A\D轉換模塊使用控制器MSP430FG4618內部ADC12模塊ADC12CLK提供A\D轉換所需時鐘源，通過ACLK提供頻率較低的定時采樣時鐘源。
[0018]針對一次采樣數據的A\D轉換完成后，控制器觸發(fā)中斷使DMA響應，開啟MCLK為DMA提供時鐘，控制器采用DMA(直接內存存取)加工經A\D轉換后的數字信號從A\D轉換寄存器轉移到控制器的兵乓緩存中。
[0019]一次DMA數據轉移完成后，控制器判斷當前緩存是否存滿，若當前緩存未存滿，立即關閉主時鐘MCLK，控制模塊進入低功耗模式；若當前緩存已存滿，控制器使DMA目的地址指向另一個數據緩存，此時控制器打開存儲模塊的使能信號，給存儲模塊供電；然后所述控制器向存儲模塊發(fā)送數據寫入指令；控制器在接收到存儲模塊的應答后，將緩存中的數據以設定的格式寫入到存儲模塊的指定數據地址中；數據寫入完成后，所述控制器關閉主時鐘MCLK，同時關閉存儲模塊使能信號，控制模塊再次進入低功耗模式。
[0020]通過對數據記錄儀的信號處理過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上能夠保證其工作時長。
[0021]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.用于信號處理單元的低功耗能源管理方法，其特征在于，所述信號處理單元包括:A\D轉換模塊、控制模塊和存儲模塊；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處理流程為: 所述A\D轉換模塊將接收到的模擬信號轉換為數字信號并存儲在A\D轉換寄存器中；所述A\D轉換模塊使用其自身的時鐘源完成A\D轉換，同時控制模塊為其提供定時采樣時鐘源ACLK ;所述A\D轉換模塊持續(xù)穩(wěn)定工作，當信號處理單元當前的工作狀態(tài)僅為A\D轉換時，配置控制模塊進入低功耗模式； 針對一次采樣數據的A\D轉換完成后，所述控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應，開啟其內部的主時鐘MCLK為DMA提供時鐘源，所述控制模塊采用DMA將存儲在A\D轉換寄存器中的數字信號轉移到控制模塊的緩存中； 當一次DMA數據轉移完成后，所述控制模塊判斷當前緩存是否存滿，若當前緩存未存滿，立即關閉主時鐘MCLK，控制模塊進入低功耗模式；若當前緩存已存滿，所述控制模塊使DMA目的地址指向另一個數據緩存，此時控制模塊打開存儲模塊的使能信號，給存儲模塊供電；然后所述控制模塊向存儲模塊發(fā)送數據寫入指令，控制模塊在接收到存儲模塊的應答后，將緩存中的數據以設定的格式寫入到存儲模塊的指定數據地址中；數據寫入完成后，所述控制模塊關閉主時鐘MCLK，同時關閉存儲模塊使能信號，控制模塊進入低功耗模式。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種適用于信號處理單元的低功耗能源管理方法，能夠有效降低信號處理單元工作過程中的能耗。信號處理單元包括A\D轉換模塊、控制模塊和存儲模塊；A\D轉換模塊持續(xù)穩(wěn)定進行A\D轉換，將轉換后的數字信號存在A\D轉換寄存器中；在當前的工作狀態(tài)僅為A\D轉換時，控制模塊處于低功耗模式。一次A\D轉換結束，控制模塊觸發(fā)中斷使DMA響應，采用DMA將存儲在A\D轉換寄存器中的數字信號轉移到控制模塊的緩存中。當一次DMA數據轉移完成后，若當前緩存未存滿，立即關閉主時鐘；若當前緩存已存滿，控制模塊使DMA目的地址指向另一個數據緩存，此時控制模塊打開存儲模塊的使能信號，將緩存中的數據寫入存儲模塊；數據寫入完成后，關閉主時鐘和存儲模塊使能信號。
【IPC分類】G06F1-32
【公開號】CN104571463
【申請?zhí)枴緾N201410852434
【發(fā)明人】馬志騰, 李陽
【申請人】北京長城電子裝備有限責任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月31日