傳感器集線器、和移動(dòng)裝置及其多傳感器管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及單芯片整合的傳感器集線器(on-chip sensor hub)、以及應(yīng)用如此單芯片傳感器集線器的移動(dòng)裝置、以及移動(dòng)裝置的多傳感器管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)裝置(mobile device) 一般配置多種傳感器、以及控制該些傳感器、且匯整該些傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)的一傳感器集線器(sensor hub)。低成本及低耗電量的傳感器集線器為移動(dòng)裝置的一項(xiàng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明將傳感器集線器與移動(dòng)裝置的主處理器(main processor)制作為單芯片，稱為單芯片整合的傳感器集線器。
[0004]在一種實(shí)施方式，單芯片整合的一傳感器集線器包括:一協(xié)處理器(co-processor)、以及一程序間通信(IPC)接口。該協(xié)處理器與一移動(dòng)裝置的一主處理器制作在一芯片上。該程序間通信接口使該協(xié)處理器與該主處理器在該芯片內(nèi)通信。該協(xié)處理器是根據(jù)該主處理器所發(fā)出的要求控制該移動(dòng)裝置的多個(gè)傳感器，且還用于匯整上述多個(gè)傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)供該主處理器運(yùn)算。
[0005]傳感器集線器更可采用多個(gè)空間的電力分開(kāi)控制的多區(qū)型(distributed)揮發(fā)式存儲(chǔ)模塊，以達(dá)節(jié)電目的。
[0006]另一實(shí)施方式中，傳感器集線器可調(diào)整其中協(xié)處理器的一操作時(shí)鐘，以達(dá)節(jié)電目的。
[0007]另一實(shí)施方式中，傳感器集線器可對(duì)其中協(xié)處理器做時(shí)鐘閘控，以達(dá)節(jié)電目的。
[0008]另一實(shí)施方式中，傳感器集線器可在該主處理器處于節(jié)電狀態(tài)時(shí)，更令時(shí)鐘閘控的該協(xié)處理器以低電壓操作，以達(dá)節(jié)電目的。
[0009]本發(fā)明還有一種實(shí)施方式是以上述的單芯片整合的傳感器集線器實(shí)現(xiàn)一移動(dòng)裝置；如此移動(dòng)裝置除具有整合一主處理器以及一傳感器集線器，還包括多個(gè)傳感器。該等傳感器是由該主處理器通過(guò)該傳感器集線器控制且匯整數(shù)據(jù)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的一移動(dòng)裝置多傳感器管理方法，包括:供應(yīng)一協(xié)處理器，與一移動(dòng)裝置的一主處理器制作在一芯片上；以及，使該協(xié)處理器與該主處理器在該芯片內(nèi)通過(guò)一程序間通信接口通信。該協(xié)處理器是根據(jù)該主處理器所發(fā)出的要求控制該移動(dòng)裝置的多個(gè)傳感器，且更用于匯整上述多個(gè)傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)供該主處理器運(yùn)算。
[0011]下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖示，詳細(xì)說(shuō)明本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的一移動(dòng)裝置100，其中包括單芯片整合的傳感器集線器106 ;
[0013]圖2為移動(dòng)裝置100的多傳感器S1、S2、S3、S4…管理方法；
[0014]圖3A為流程圖，說(shuō)明傳感器集線器106使用的一種電力管理方法；且
[0015]圖3B為流程圖，說(shuō)明傳感器集線器106使用的另一種電力管理方法。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下敘述列舉本發(fā)明的多種實(shí)施例。以下敘述介紹本發(fā)明的基本概念，且并非意圖限制本
【發(fā)明內(nèi)容】
。實(shí)際發(fā)明范圍應(yīng)依照申請(qǐng)專利范圍界定之。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的一移動(dòng)裝置100，其中包括一芯片102、多個(gè)傳感器S1、S2、S3、S4…以及一電源管理芯片PMIC (power management 1C)。如圖所示，移動(dòng)裝置100的一主處理器(main processor) 104與一傳感器集線器106以單芯片技術(shù)整合在芯片102內(nèi)。傳感器集線器106包括一協(xié)處理器(co-processor) 108、一程序間通信(inter process communicat1n)接口 IPC、以及一多區(qū)型(distributed)揮發(fā)式存儲(chǔ)模塊HO。
[0018]程序間通信接口 IPC用于協(xié)處理器108與主處理器104在芯片102內(nèi)的通信；如此一來(lái)，傳感器集線器106與主處理器104之間的通信速度遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)外掛在主處理器芯片外部的傳感器集線器。傳感器集線器106與移動(dòng)裝置100的傳感器S1、S2、S3、S4…之間以內(nèi)部整合電路總線I2C通信，且傳感器S1、S2、S3、S4…可向傳感器集線器106發(fā)出中斷信號(hào)IRQ。主處理器104所發(fā)出的要求由程序間通信接口 IPC傳遞至協(xié)處理器108，使該協(xié)處理器108通過(guò)內(nèi)部整合電路總線I2C控制傳感器S1、S2、S3、S4...。傳感器S1、S2、S3、S4…的感應(yīng)數(shù)據(jù)則是通過(guò)內(nèi)部整合電路總線I2C交由協(xié)處理器108匯整，以經(jīng)過(guò)程序間通信接口 IPC供應(yīng)至主處理器104作運(yùn)算。協(xié)處理器108更用作傳感器S1、S2、S3、S4…的任務(wù)調(diào)度(task schedule)、電力管理(power management)、感應(yīng)數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析(fus1n)、校準(zhǔn)(calibrat1n)以及管理(management)、以及實(shí)現(xiàn)傳感器驅(qū)動(dòng)器(sensor driver) ο
[0019]在圖1所示實(shí)施例中，多區(qū)型揮發(fā)式存儲(chǔ)模塊110以分離式靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(distributed SRAM)實(shí)現(xiàn)，提供電力分開(kāi)控制的存儲(chǔ)空間SRAMl以及存儲(chǔ)空間SRAM2。存儲(chǔ)空間SRAMl以及存儲(chǔ)空間SRAM2分別專屬于協(xié)處理器108對(duì)傳感器S1、S2、S3、S4…的不同功能，舉例如下。存儲(chǔ)空間SRAMl可專屬于協(xié)處理器108對(duì)傳感器S1、S2、S3、S4…的常用功能，包括:休眠喚醒的應(yīng)用(intelligence wakeup)、活動(dòng)監(jiān)控(activity monitor)、中斷偵測(cè)(IRQ)…等常態(tài)運(yùn)行的傳感器功能。存儲(chǔ)空間SRAM2可專屬于協(xié)處理器108對(duì)傳感器S1、S2、S3、S4…的罕用功能，包括:針對(duì)特定但不常發(fā)生的場(chǎng)景所設(shè)計(jì)的傳感器功能。協(xié)處理器108將分析主處理器104所發(fā)出的要求，據(jù)以于上述罕用功能不使用時(shí)，令存儲(chǔ)空間SRAM2獨(dú)立于存儲(chǔ)空間SRAMl進(jìn)入低電量的數(shù)據(jù)保留狀態(tài)(retent1n)，以節(jié)電方式留存數(shù)據(jù)，并帶來(lái)顯著的節(jié)電功效。一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)空間SRAMl的尺寸小于存儲(chǔ)空間SRAM2。存儲(chǔ)空間SRAM2進(jìn)入低電量的數(shù)據(jù)保留狀態(tài)時(shí)，小尺寸的存儲(chǔ)空間SRAMl耗費(fèi)能量有限。
[0020]在一種實(shí)施方式中，主處理器104以及傳感器集線器106可以設(shè)計(jì)在芯片102內(nèi)不同的電壓區(qū)域上。例如，主處理器104可設(shè)計(jì)在一啟動(dòng)/關(guān)閉電壓區(qū)域(on/off voltagedomain)，而傳感器集線器106可設(shè)計(jì)在一恒啟動(dòng)電壓區(qū)域(always on voltage domain) ο主處理器104以及傳感器集線器106的電力管理可分開(kāi)設(shè)計(jì)。
[0021]傳感器集線器106可調(diào)整其中協(xié)處理器108的一操作時(shí)鐘，以達(dá)節(jié)電目的，此手法稱作時(shí)鐘切換(clock switch)。
[0022]傳感器集線器106可對(duì)其中協(xié)處理器108作時(shí)鐘閘控(clock gating)，以達(dá)節(jié)電目的。此外，傳感器集線器106可在主處理器104處于節(jié)電狀態(tài)(如僅剩后臺(tái)偵測(cè)程序在運(yùn)作)時(shí)，更令時(shí)鐘閘控的協(xié)處理器108以低電壓操作，以達(dá)節(jié)電目的。電源管理芯片PMIC可受協(xié)處理器108操作切換該協(xié)處理器108以低電壓(例如，降至0.7伏特)操作。
[0023]圖2為移動(dòng)裝置100的多傳感器S1、S2、S3、S4…管理方法。
[0024]主處理器104發(fā)出的傳感器控制(如，啟動(dòng)或關(guān)閉)要求以及數(shù)據(jù)要求由程序間通信接口 IPC發(fā)送至協(xié)處理器108，使協(xié)處理器108執(zhí)行傳感器驅(qū)動(dòng)器(sensor driver) 202通過(guò)內(nèi)部整合電路總線I2C操作傳感器S1、S2、S3、S4...、并收集感應(yīng)數(shù)據(jù)，再通過(guò)程序間通信接口 IPC回傳主處理器104。
[0025]協(xié)處理器108還基于主處理器104所發(fā)出的要求，分析該多個(gè)傳感器S1、S2、S3、S4…的任務(wù)(任務(wù)分析204)，以適時(shí)獨(dú)立于存儲(chǔ)空間SRAMl切換存儲(chǔ)空間SRAM2進(jìn)入低電量的數(shù)據(jù)保留狀態(tài)。例如，在存儲(chǔ)空間SRAMl專屬常用功能、存儲(chǔ)空間SRAM2專屬罕用功能的設(shè)計(jì)下，存儲(chǔ)空間SRAM2 —般會(huì)操作在低電量的數(shù)據(jù)保留狀態(tài)。
[0026]基于任務(wù)分析204，協(xié)處理器108可更隨傳感器S1、S2、S3、S4...的工作量(workload)調(diào)整協(xié)處理器108的操作時(shí)鐘，藉由時(shí)鐘切換達(dá)到節(jié)電。
[0027]基于任務(wù)分析204，協(xié)處理器108可在傳感器S1、S2、S3、S4…閑置(如，task idle)時(shí)對(duì)協(xié)處理器108作時(shí)鐘閘控，達(dá)到節(jié)電。此外，協(xié)處理器108還可進(jìn)行低電壓評(píng)斷206，判斷主處理