CN1202684C

CN1202684C - 能够停止主时钟的移动电话

Info

Publication number: CN1202684C
Application number: CNB011398132A
Authority: CN
Inventors: 须田敬伟
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: GB0128642D0; US7149555B2; CN1356846A; JP2002164841A; US20020065117A1; GB2371721A; GB2371721B; AU9512501A

Abstract

一种移动电话具有至少一个主时钟系统，并根据主时钟系统的主时钟信号操作。该主时钟系统包括主计数器(14)，用于对主时钟信号的主时钟计数；和节电部分(10，11，12，13，15)，用于停止产生主时钟信号一段时间，同时对等待时钟信号的等待时钟的计数以在该段时间之后重新开始产生主时钟信号，并用于根据计数的等待时钟控制主计数器，如同主计数器一直在计数主时钟信号的主时钟一样。

Description

能够停止主时钟的移动电话

技术领域

本发明涉及一种移动电话，更具体地涉及一种在移动电话的等待操作中抑制功耗的技术。

背景技术

移动电话已经常规地进入了实际的应用。在移动电话中，除了语音通信和数据通信的正常操作以外，移动电话还特别执行一种等待操作。在等待操作中，移动电话并不实现其实质的功能。因此，在等待操作中需要执行一种控制来防止电池的功耗。

现在将参照图1描述一种用于传统移动电话的控制单元。传统的控制单元由中央处理单元(CPU)10、主时钟发生器11、等待时钟发生器12、等待计时器13和主计数器14构成。

主时钟发生器11生成主时钟信号来操作控制单元，并提供给CPU10和主计数器14。CPU 10响应该主时钟信号操作来控制移动电话的整个控制单元。主计数器14响应该主时钟执行计数操作。CPU 10根据主计数器14的计数值控制基站和移动电话之间的通信。

等待时钟发生器12生成等待时钟信号，并提供给等待计时器。等待计时器13响应该等待时钟而操作。等待计时器13生成启动信号并提供给主时钟发生器11。另外，等待计时器13还生成中断信号，并提供给CPU 10。因此，等待计时器13控制等待操作之前和之后的操作。

在上述的结构中，将描述传统移动电话的控制单元的操作。CPU 10在进入等待操作之前指定等待时间，然后向主时钟发生器11发出主时钟停止指令。而且，CPU 10向等待计时器13发出等待计时器启动指令。由此，主时钟发生器11停止主时钟信号的产生。结果，CPU 10进入休眠模式并停止主计数器14的计数操作。

当处于休眠模式的指定等待时间过去后，等待计时器13向主时钟发生器11提供启动信号来重新启动主时钟发生器11，并向CPU提供中断信号来重新启动CPU 10的操作。因此，主计数器14的计数操作重新开始，CPU 10可以根据主计数器14的计数值与基站进行通信。因为在等待操作的上述整个操作中主时钟信号被停止，因此可以抑制电池的功耗。但是，主计数器的计数值在等待操作前后变得不连续了。

顺便提一下，在传统移动电话所采用的频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)中，因为CPU的状态通常可以根据对基站电波的接收从等待操作变为正常操作，所以即使主计数器的计数值不连续，也不存在问题。

另外，在码分多址(CDMA)系统的移动电话中，要求主计数器的计数值在等待操作前后的计数值连续。但是，主时钟信号的频率低，接近于等待时钟信号的频率。为此，有可能通过搜索几个时钟校正主计数器的计数值来保持主计数器的计数值的连续性。

但是，在宽带码分多址(W-CDMA)中，主时钟信号的频率明显高于等待时钟的频率。为此，不可能校正主计数器的计数值来保持等待操作前后计数值的连续性。而且，在W-CDMA系统中，如果主计数器的计数值偏移一个时钟就不可能实现通信。因此，在W-CDMA系统中，甚至在等待操作期间，也必须不停止主时钟信号，或者在等待操作之后要再次建立与基站的通信同步。

如果假设主时钟信号在等待操作期间没有停止，则其在等待操作期间的功耗比主时钟信号停止的情形变大几十倍。另外，如果假设等待操作之后再次建立通信同步，则等待操作之后的处理时间变为10倍或更多，导致功耗的增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种可以抑制功耗的移动电话。

本发明的另一个目的是提供一种在等待操作期间主时钟信号可以停止的移动电话。

本发明的再一个目的是提供一种可以减少等待操作之后的处理时间的移动电话。

根据本发明的一个方面，提供了一种具有至少一个主时钟系统的移动电话，该移动电话包括：主时钟发生器，生成主时钟信号；主计数器，对主时钟发生器生成的主时钟信号执行计数操作；等待计时器，执行等待时钟信号的计数操作并控制主计数器的停止和重启，等待时钟信号的周期比主时钟信号的周期长；和处理器，在等待操作开始之前控制等待计时器停止主计数器的计数操作，并在等待操作结束时改变主计数器的计数值，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和。

根据本发明的另一个方面，提供了一种具有两个主时钟系统的移动电话，每个主时钟系统都包括：主时钟发生器，生成主时钟信号；主计数器，对主时钟发生器生成的主时钟信号执行计数操作；等待计时器，执行等待时钟信号的计数操作并控制主计数器的停止和重启，等待时钟信号的周期比主时钟信号的周期长；和处理器，在等待操作开始之前控制等待计时器停止主计数器的计数操作，并在等待操作结束时改变主计数器的计数值，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和。

根据本发明的再一个方面，提供了一种节省移动电话功耗的方法，包括如下步骤：对主时钟发生器生成的主时钟信号计数，作为主时钟计数值；在预定时间的等待操作开始之前，由等待计时器停止主计数器；由等待计时器计数预定时间的等待时钟信号，作为等待时钟计数值，等待时钟信号的周期比主时钟信号的周期长；当等待操作结束时，由处理器改变主计数器的主时钟计数值，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和；和在预定时间之后重启主计数器。

附图说明

图1是表示一传统移动电话的电路结构图；

图2是表示根据本发明第一实施例的移动电话的电路结构方框图；

图3是表示在本发明第一实施例中移动电话操作的流程图；

图4是表示在本发明第一实施例中移动电话操作期间的波形图；

图5是表示根据本发明第二实施例的移动电话的电路结构方框图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的移动电话。

图2是表示根据本发明第一实施例的移动电话的电路结构方框图。该移动电话包括CPU 10、主时钟发生器11、等待时钟发生器12、等待计时器13、主计数器14和时钟信号精度测量单元15。CPU总线20将CPU 10、主时钟发生器11、等待计时器13、主计数器14和时钟信号精度测量单元15相互连接。

CPU 10控制整个移动电话。后面将详细描述CPU 10所执行的处理。

主时钟发生器11生成主时钟信号以启动移动电话的整个操作。根据等待计时器13输出的启动信号控制主时钟信号的生成。主时钟发生器生成的主时钟信号提供给CPU 10、主计数器14和时钟信号精度测量单元15。主时钟信号是频率大约为4MHz的方波信号，如图4A所示。主时钟信号在图4A的部分波形中保持低电平，低电平的时间间隔叫做等待状态，在该状态中主时钟信号停止，移动电话中执行等待操作。

等待时钟发生器12生成等待时钟信号来控制等待操作。等待时钟信号叫做实时时钟信号，是频率大约为32KHz的方波信号，如图4(B)所示。与主时钟信号不同，等待时钟信号从不停止，一直在产生。等待时钟发生器12生成的等待时钟信号提供给等待计时器13和时钟信号精度测量单元15。

等待计时器13根据来自等待时钟发生器12的等待时钟信号操作。等待计时器13在CPU 10指定的时间过去后生成启动信号。等待计时器13将该启动信号提供给CPU 10和主时钟发生器11。该启动信号用于使主时钟发生器11开始生成主时钟信号。

另外，等待计时器13生成一控制信号并提供给主计数器14。该控制信号在等待计时器13从CPU 10接收等待计时器启动指令时设置成低电平，在等待计时器13到达满值时设置成高电平。

当控制信号设置成低电平时，主计数器14变成保持状态并停止计数操作。在该保持状态，可以对主计数器14设置一新的计数值。另外，当控制信号设置成高电平时，主计数器14从该已设置的计数值重新开始计数操作。

因此，主计数器14用于管理从通信开始到结束的整个定时。CPU10根据主计数器14的计数值与基站通信。尽管主计数器14如后面所述有时会停止，但以这样一种方式控制移动电话，即基站可以识别主计数器14在一直工作。

时钟信号精度测量单元15计算主时钟发生器11的主时钟信号的频率与等待时钟发生器12的等待时钟信号的频率的比值RATIO。时钟信号精度测量单元15计算的比值RATIO通过CPU总线20发送到CPU 10。

接下来，将参照图3和图4描述具有上述结构的移动电话的操作。应当注意将主要描述从正常操作变为休眠模式的等待操作和离开等待操作到正常操作的重新开始操作。

当CPU 10进入等待操作时，CPU 10向等待计时器13发出等待计时器启动指令，如图3的步骤S10所示。在进入等待操作之前的适当时刻，如图4C的时刻P2，发出等待计时器启动指令。另外，CPU 10在发出等待计时器启动指令的同时，向等待计时器13发送定义直到主时钟信号重新开始的时刻的数据。该数据由等待时钟信号的时钟数目WV组成。

等待计时器13响应等待计时器启动指令的发出而被启动，如图3的步骤S20所示。即，如图4D所示，当收到等待计时器启动指令时，等待计时器13开始对图4C的时刻P3之后到达的等待时钟信号的等待时钟进行计数操作。同时，等待计时器13将控制信号设置成低电平，如图4F所示。因此，主计数器14进入HOLD状态，如图3的步骤S30所示。即，主计数器14停止计数操作，如图4G所示，并保持该时刻的计数值。

之后，等待计时器13生成休眠信号(未示出)并提供给CPU 10和主时钟发生器11。因此，如图4A所示，主时钟信号停止(步骤S21)，CPU 10进入休眠模式(步骤S11)。

在主时钟信号停止时，在发出等待计时器启动指令之后发送的等待时钟由等待计时器计数为数目WV。最好等待时钟的数目WV包括重新开始操作时丢失的时钟。当等待时钟计数为数目WV时，等待计时器13将启动信号触发成高电平，如图4E所示，并发送到CPU 10和主时钟发生器11中。响应该启动信号，主时钟发生器11重新开始生成主时钟信号，如图4A所示(步骤S22)。另外，在图4所示的时刻P4取消CPU 10的休眠模式(步骤S12)。因此，CPU 10重新开始操作。

接下来，当重新开始操作时，CPU 10在图4C的时刻P5读出主计数器14保持的计数值(步骤S13)。即，主计数器14经CPU总线20向CPU 10发送在该时刻保持的计数值(步骤S31)。

接下来，CPU 10计算新的计数器值RV(步骤S14)。根据下面的等式计算新的计数器值RV：

RV＝HV+WV×RATIO

这里，HV是主计数器14保持的计数值，WV是主计数器14停止时生成的等待时钟数目，RATIO是时钟信号精度测量单元15以前测量的主时钟信号的频率与等待时钟信号频率的比值。例如，在图4的时刻P1执行比值RATIO的计算。主计数器14停止时的主时钟数目由等式“WV×RATIO”计算。

接下来，CPU 10在图4C的时刻P6将主计数器14设置成已计算的新的计数器值RV(步骤S15)。因此，主计数器14设置成新的计数器值RV(步骤S32)。

之后，当等待计时器13变满时，等待计时器13将控制信号设置成高电平，并命令主计数器14重新启动(步骤S23)。因此，主计数器14的计数操作重新开始(步骤S33)。此时主计数器14的计数值与主时钟信号未停止生成时主计数器14计数的计数值一致。因此，下面的过程可以当作主时钟信号连续输出，而主计数器14继续计数操作。

因为主时钟信号的频率和等待时钟信号是预先确定的，这些时钟的频率比RATIO应该是恒定的。但是，主时钟信号和等待时钟信号的频率随着温度和电压而改变。应当注意上述的时钟信号精度测量单元15对主时钟信号频率和等待时钟频率的比值RATIO的测量是在移动电话所配备的温度监测器或电压监测器(都未示出)检测到温度或电压变化时执行的。

当主时钟信号和等待时钟信号的频率改变时，根据上述的计算式计算新的计数器值RV。因为主时钟信号的频率高，计算出的新计数器值有可能有几个时钟的误差。当误差产生时，该移动电话无法保持主计数器14的计数值的连续性，特别是W-CDMA系统的移动电话将进入无法操作的状态。因此，为了防止在根据第一实施例的移动电话中出现误差，在检测到温度改变或电压改变时由时钟信号精度测量单元15计算和保持比值RATIO。该保持的比值RATIO用于计算新的计数器值RV。结果，由于计算出的新计数器值RV中从不包含误差，主计数器14计数值的连续性得以保持，该移动电话可以继续正常的操作。

如上所述，根据第一实施例的移动电话，当本发明用于W-CDMA的移动电话时，可以抑制功耗，因为即使主时钟信号的生成在等待操作中被停止，也可以保持主计数器的连续性。而且，因为没有必要在此时与基站建立通信同步，故可以降低等待操作之后的处理时间，并抑制功耗。

现在将描述根据本发明第二实施例的移动电话，该移动电话具有2个系统的主时钟信号。

图5是表示根据本发明第二实施例的移动电话的电路结构方框图。该移动电话包括第一CPU 10a、第一主时钟发生器11a、等待时钟发生器12、等待计时器13、第一主计数器14a、第一时钟信号精度测量单元15a、第二CPU 10b、第二主时钟发生器11b、第二主计数器14b和第二时钟信号精度测量单元15b。第一CPU 10a、第一主时钟发生器11a、等待计时器13、第一主计数器14a和第一时钟信号精度测量单元15a通过第一CPU总线20a而相互地连接。第二CPU 10b、第二主时钟发生器11b、等待计时器13、第二主计数器14b和第二时钟信号精度测量单元15b则通过第二CPU总线20b来相互地连接。

第一系统部分的第一CPU 10a、第一主时钟发生器11a、等待时钟发生器12、等待计时器13、第一主计数器14a以及第一时钟信号精度测量单元15a分别对应于在第一实施例中的CPU 10、主时钟发生器11、等待时钟发生器12、等待计时器13、主计数器14和时钟信号精度测量单元15。它们的功能和操作也与第一实施例中的对应单元相同。另外，第二系统部分的第二CPU 10b、第二主时钟发生器11b、等待时钟发生器12、等待计时器13、第二主计数器14b以及第二时钟信号精度测量单元15b也分别对应于第一实施例中的CPU 10、主时钟发生器11、等待时钟发生器12、等待计时器13、主计数器14和时钟信号精度测量单元15。它们的功能和操作也与第一实施例中的对应单元相同。

根据第二实施例中的移动电话，因为可以处理两种类型的主时钟信号，所以具有通用性进一步扩大的优点。应当注意主时钟信号不仅限于两种，还可以是三种或更多。在这种情况下，具有多个系统的主时钟信号的移动电话可以通过增加根据系统数目的几组CPU、主时钟发生器、主计数器和时钟信号精度测量单元来实现。

正如上面所详细描述的，根据本发明，可以提供这样一种移动电话，其既可以抑制功耗又可以降低等待操作之后的处理时间。

Claims

1.一种具有一个主时钟系统的移动电话，包括：

主时钟发生器，生成主时钟信号；

主计数器，对所述主时钟发生器生成的所述主时钟信号执行计数操作；

等待计时器，执行等待时钟信号的计数操作并控制所述主计数器的停止和重启，所述等待时钟信号的周期比所述主时钟信号的周期长；和

处理器，在等待操作开始之前控制所述等待计时器停止所述主计数器的计数操作，并在等待操作结束时改变所述主计数器的计数值，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和。

2.根据权利要求1的移动电话，其中所述处理器包括：

根据所述主时钟信号操作的CPU；

所述等待计时器响应于来自所述CPU的指令，在停止所述主计数器和所述CPU的操作之后，控制所述主时钟发生器停止所述主时钟信号的生成，并在一预定时间之后控制所述主时钟发生器重启所述主时钟信号的生成以及控制所述CPU重启操作；和

所述CPU改变所述主计数器的计数值之后，所述等待计时器控制所述主计数器重启计数操作，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和。

3.根据权利要求2的移动电话，其中所述CPU通过将所述主计数器的计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值与所述主计数器在所述等待操作开始时保持的计数值相加，来改变所述主计数器的计数值。

4.根据权利要求3的移动电话，其中所述CPU根据所述等待计时器在所述预定时间内计数的所述等待时钟信号的等待时钟计数值，计算要相加的所述停止周期计数值。

5.根据权利要求4的移动电话，其中所述处理器还包括：

时钟精度单元，该单元测量所述主时钟信号的频率与所述等待时钟频率的比值，和

其中所述CPU通过将所述等待计时器计数的所述等待时钟计数值与所述时钟精度测量单元测量的所述比值相乘，来计算所述停止周期计数值。

6.根据权利要求2至5中任一条的移动电话，其中在所述等待计时器使所述主时钟发生器停止生成所述主时钟信号之前，由所述CPU在所述等待计时器中设置所述预定时间。

7.一种具有两个主时钟系统的移动电话，每个主时钟系统都包括：

主时钟发生器，生成主时钟信号；

8.根据权利要求7的移动电话，其中所述处理器包括：

根据所述主时钟信号操作的CPU；

在所述CPU改变所述主计数器的计数值之后，所述等待计时器控制所述主计数器重启计数操作，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和。

9.根据权利要求8的移动电话，其中所述等待计时器为所述两个主时钟系统所共用。

10.一种节省移动电话功耗的方法，包括如下步骤：

(a)对主时钟发生器生成的主时钟信号计数，作为主时钟计数值；

(b)在预定时间的等待操作开始之前，由等待计时器停止所述主计数器；

(c)由所述等待计时器计数预定时间的等待时钟信号，作为等待时钟计数值，所述等待时钟信号的周期比所述主时钟信号的周期长；

(d)当等待操作结束时，由处理器改变所述主计数器的所述主时钟计数值，使得所述主计数器的计数值等于其在等待操作开始时保持的计数值与在所述计数操作停止期间所述等待时钟信号的停止周期计数值之和；和

(e)在预定时间之后重启所述主计数器。

11.根据权利要求10的节省移动电话功耗的方法，还包括：

所述等待计时器响应于来自作为所述处理器的CPU的指令，在停止所述主计数器和所述CPU的操作之后停止所述主时钟发生器生成所述主时钟信号；

在所述主计数器重启之前，由所述等待计时器重启所述主时钟发生器生成所述主时钟信号以及重启所述CPU执行操作。

12.根据权利要求10的节省移动电话功耗的方法，其中所述步骤(d)包括步骤：

所述处理器通过将所述主计数器的计数操作停止期间所述主时钟信号的所述主时钟计数值与所述主计数器的计数值相加，来改变所述主计数器的主时钟计数值。

13.根据权利要求10的节省移动电话功耗的方法，其中所述步骤(d)包括步骤：

所述处理器根据所述等待计时器在所述预定时间期间计算的所述等待时钟信号的所述等待时钟计数值，计算要相加的所述主时钟计数值。

14.根据权利要求10的节省移动电话功耗的方法，其中所述计算步骤包括：

测量所述主时钟信号的频率与所述等待时钟信号的频率的比值；和

所述CPU通过将所述等待计时器计算的所述等待时钟计数值乘以所述测量的比值，计算要相加的所述主时钟计数值。

15.根据权利要求10的节省移动电话功耗的方法，其中在所述等待计时器停止所述主时钟发生器生成所述主时钟信号之前，所述CPU在所述等待计时器中设置所述预定时间。