CN102135921B

CN102135921B - 便携式终端低电量系统保护的保护电路、保护方法及软件实现方法

Info

Publication number: CN102135921B
Application number: CN201110038774A
Authority: CN
Inventors: 王晓东; 国大伟
Original assignee: GAREA TECHNOLOGY (WUXI) Co Ltd
Current assignee: GAREA TECHNOLOGY (WUXI) Co Ltd
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: CN102135921A

Abstract

本发明涉及一种便携式终端低电量系统保护的保护电路、保护方法及软件实现方法，应用于带电源管理模块的嵌入式移动终端设备。本发明的核心逻辑电路包括电源管理模块、电源切换模块、电池以及最小系统。当电池电量通过电源管理模块供给整个系统出现不足、系统检测到电压低于门限值时，关闭电源管理模块，电池通过电压转换直接为最小系统供电。本发明通过关闭电源管理模块将系统供电关闭，而不需要软件去关闭每路电源；由于一般情况最小系统的供电电压远低于系统的正常开机要求的工作电压，通过硬件电路从电源管理模块供电切换到电池直接供电，从而在移动终端电池电量不足情况下实现数据的保护。

Description

便携式终端低电量系统保护的保护电路、保护方法及软件实现方法

技术领域

本发明涉及系统供电领域，具体涉及一种低电量系统保护的核心逻辑电路及软件处理方法，主要应用于对于系统一致性要求高的嵌入式移动终端。

背景技术

目前移动终端的电池突然由于接触不良而引起的掉电可以采用硬件接口设计来很好的解决，但是现在经常出现的掉电问题不是由于电池接触不良，而是由于电池电量不足引起的，特别是电池使用一段时间后电池性能下降的情况下导致系统检测到电压低于门限值时已无法满足正常关机。正常关机随着移动终端外设的不断丰富，最长正常关机所需时间可能达到10S，有可能在关机过程中随着关机的进行，发生电压不足以维持继续关机的情况。现有的移动终端受布线的限制无法提供大电容来做掉电保护，一般最多把系统恢复到上一次数据备份的阶段，这样无法确保移动终端很好的应用于行业应用。

发明内容

针对上述问题，申请人进行了改进研究，提供一种便携式终端低电量系统保护电路、保护方法及软件实现方法，在移动终端电池电量不足情况下实现数据的保护。

本发明的技术方案如下：

一种便携式终端低电量系统保护的保护电路，应用于带电源管理模块的嵌入式移动终端设备上，包括电源管理模块、电源切换模块、电池以及最小系统，所述最小系统由CPU芯片、内存及闪存组成，所述CPU芯片包括CPU核、CPU缓存、内存控制器及闪存控制器；所述电源管理模块和电源切换模块分别连接电池，电源管理模块和电源切换模块与最小系统之间分别有供电输出线路连接，且电源管理模块与电源切换模块之间电连接。

其进一步的技术方案为：所述最小系统的供电连接方式为：所述CPU核由一路电源单独供电；所述CPU缓存、内存控制器以及内存由同一路电源供电；所述闪存控制器与闪存另由同一路电源供电。所述电源管理模块与所述终端设备上除最小系统外的其他硬件模块之间有供电输出线路连接。

一种便携式终端低电量系统保护的保护方法，当电池电量通过电源管理模块供给整个系统出现不足、系统检测到电压低于门限值时，关闭电源管理模块，电池通过电压转换直接为最小系统供电。

其进一步的技术方案为：具体步骤如下：将CPU核、CPU缓存、内存控制器、内存、闪存控制器及闪存组成的最小系统的供电除了由电源管理模块供电外，同时连接到电源切换模块供电；当电压检测模块检测到电平低于设定值后，电压检测模块通过中断通知CPU当前已经处于低电压状态；控制逻辑打开电源转换模块，输出各种电压到最小系统；控制逻辑同时通知电源管理模块，使其停止输出，并切换到电源切换模块输出状态；处理器待可以安全关机状态时，输出一个控制信号给控制逻辑，通知其关闭所有剩余电源。所述最小系统的供电电压低于整个系统正常开机要求的最小电压。

一种便携式终端低电量系统保护的软件实现方法，具体步骤如下：

（1）系统开机时在bootloader引导程序中检测电池电量以决定是否进一步开机；

（2）系统运行时检测电池电量，当电池电量低于门限值时启动关机程序；

（3）如果门限值与实际电池有偏差，或者在低于门限值时电池电量已经无法实现正常关机，通过硬件电路从电源管理模块供电直接切换到电池直接供电，此时电池只供给系统CPU核、CPU缓存、内存控制器、内存、闪存控制器及闪存；系统通过捕获一个中断信号以便将CPU缓存和内存的数据写回闪存；

（4）关闭剩余系统，以确保下次开机为正常开机，不需要进行掉电检测。

其进一步的技术方案为：所述剩余系统是指闪存、闪存控制器、内存、内存控制器、CPU芯片内部总线、CPU缓存、CPU核以及电源切换电路。

本发明的有益技术效果是：

本发明基于目前的移动终端大部分采用电源管理模块，通过关闭电源管理模块将系统供电关闭，而不需要软件去关闭每路电源，且一般情况最小系统的供电电压远低于系统的正常开机要求的工作电压，通过硬件电路从电源管理模块供电切换到电池直接供电，从而在移动终端电池电量不足情况下实现数据的保护。

附图说明

图1是本发明低电量系统保护的保护电路的原理图。

图2是本发明低电量电源切换硬件控制图。

图3是本发明低电量系统保护的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本发明便携式终端低电量系统保护的核心逻辑电路包括电源管理模块8、电源切换模块9、电池10以及最小系统。所述最小系统由CPU芯片 1、内存2及闪存3组成；所述CPU芯片1包括CPU核4、CPU缓存5、内存控制器6及闪存控制器7。

如图1所示，电源管理模块8和电源切换模块9分别连接电池10，且电源管理模块8和电源切换模块9与最小系统之间分别有供电输出线路连接。最小系统的供电设计基于最少的power domain上，其供电连接方式为：（a）CPU核4由一路电源单独供电；（b）CPU缓存5、内存控制器6以及内存2由同一路电源供电，并且不供给其它单元模块；（c）闪存控制器7与闪存3另由同一路电源供电。电源管理模块8还与终端设备上除最小系统外的其他硬件模块11之间有供电输出线路连接。电源管理模块6与电源切换模块9之间电连接。

基于图1所述电路，本发明同时提出了一种便携式终端低电量系统保护的保护方法。具体来说，本发明首先将CPU核4、CPU缓存5、内存控制器6、内存2、闪存控制器7、闪存3组成的最小系统的供电除了由电源供电模块8供电，同时接到电源切换模块9。

电源切换的硬件控制如图2所示，在电源切换模块9或片外设置一个电压检测模块，当电压检测模块检测到电平低于某设定值后，电压检测模块通过中断通知CPU当前已经处于低电压状态；控制逻辑做出下面输出控制：（1）打开电源切换模块9中的电源转换模块，将电池电压转换为最小系统中各模块可用的各种电压，输出各种电压到最小系统；（2）通知电源管理模块8，让其停止输出，并切换到电源切换模块9供电输出状态；（3）此后处理器进行一系列操作后，待可以安全关机的状态时，输出一个控制信号给控制逻辑，通知其关闭所有剩余电源。

通过上述步骤，当电池10电量通过电源管理模块8供给整个系统出现问题时，电源切换模块9能将最小系统的供电通过电池10直接供电。因为最小系统的供电电压低于整个系统正常开机要求的最小电压，而此时电池10的电量能够满足最小系统的供电。系统通过电池电压检测电路检测到电压低于门限值时，打开电源切换模块9，电源切换模块9通过电压转换模块从电池10直接输出最小系统需要的电压，并关闭电源管理模块8。

本发明同时提出了一种软件处理方法，当CPU捕捉到电源管理模块8关闭的中断信号后，将CPU缓存5、内存2的数据写入闪存3并关闭剩余系统。这里的剩余系统指的是闪存3、闪存控制器7、内存2、内存控制器6、CPU芯片内部总线、CPU缓存5、CPU核4以及电源切换模块9。

如图3所示，本发明的软件实现方法如下：

（4）关闭剩余系统，这里的剩余系统是指闪存、闪存控制器、内存、内存控制器、CPU芯片内部总线、CPU缓存、CPU核以及电源切换电路。

本发明可以使下次开机为正常开机并保证数据完整，不需要进行掉电检测。

注，本发明中：

CPU缓存：是CPU的一部分，是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题而设。

内存：是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序。

闪存：FLASH，快速电可擦除存储器。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种便携式终端低电量系统保护的软件实现方法，其特征在于具体步骤如下：

（4）关闭剩余系统，以确保下次开机为正常开机，不需要进行掉电检测；所述剩余系统是指闪存、闪存控制器、内存、内存控制器、CPU芯片内部总线、CPU缓存、CPU核以及电源切换电路。