一種MCU芯片中flash的低功耗管理方法與流程

本發(fā)明涉及一種管理方法，具體是一種mcu芯片中flash的低功耗管理方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于芯片設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)目標(biāo)上往往存在沖突，即它們的性能要足夠強(qiáng)大，同時(shí)功耗又要足夠低。特別是像移動(dòng)手機(jī)、pda這樣的手持設(shè)備，一方面要求電池使用時(shí)間足夠長(zhǎng)，但是其作為智能設(shè)備又需要性能強(qiáng)大的處理能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種mcu芯片中flash的低功耗管理方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種mcu芯片中flash的低功耗管理方法，mcu內(nèi)部包括時(shí)鐘模塊clock、flash存儲(chǔ)器、flash接口控制模塊flash_intf、芯片配置模塊cfg和mcu內(nèi)核mcu_core所述時(shí)鐘模塊clock負(fù)責(zé)產(chǎn)生芯片工作所需要的工作時(shí)鐘，當(dāng)mcu內(nèi)核請(qǐng)求讀取存儲(chǔ)于flash中某一地址對(duì)應(yīng)的內(nèi)容時(shí)，mcu內(nèi)核mcu_core輸出有效的讀flash請(qǐng)求信號(hào)fls_rd，同時(shí)輸出對(duì)應(yīng)的讀地址信號(hào)fls_adr，當(dāng)flash接口控制模塊flash_intf檢測(cè)到有效的讀flash請(qǐng)求信號(hào)fls_rd時(shí)，將產(chǎn)生flash存儲(chǔ)器所需的低功耗接口時(shí)序，從flash中把相應(yīng)存儲(chǔ)單元的值讀回，并且將讀回的值fls_din輸送到mcu內(nèi)核mcu_core。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述芯片配置模塊cfg負(fù)責(zé)對(duì)芯片全局性配置進(jìn)行控制；全局性配置控制信息包括用于控制芯片中flash接口模塊中的各延時(shí)控制單元的延時(shí)控制信息。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述lash接口控制模塊flash_intf負(fù)責(zé)管制管理讀flash存儲(chǔ)器所需的接口時(shí)序。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在芯片中的通過(guò)flash接口管理模塊對(duì)flash存儲(chǔ)器進(jìn)行低功耗的讀時(shí)序控制，能夠節(jié)省flash存儲(chǔ)器的功耗，從而使mcu芯片適用于低功耗應(yīng)用要求，本發(fā)明還可以通過(guò)改變mcu芯片中延時(shí)控制單元的延時(shí)控制信息，使方案能夠適用于不同類(lèi)型和不同性能的flash的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，具有適用性廣的、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中mcu的系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明中flash接口控制模塊框圖。

圖3為本發(fā)明中flash的時(shí)序模型示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～3，本發(fā)明實(shí)施例中，一種mcu芯片中flash的低功耗管理方法，mcu內(nèi)部包括時(shí)鐘模塊clock、flash存儲(chǔ)器、flash接口控制模塊flash_intf、芯片配置模塊cfg、mcu內(nèi)核mcu_core。時(shí)鐘模塊clock負(fù)責(zé)產(chǎn)生芯片工作所需要的工作時(shí)鐘。當(dāng)mcu內(nèi)核請(qǐng)求讀取存儲(chǔ)于flash中某一地址對(duì)應(yīng)的內(nèi)容時(shí)，mcu內(nèi)核mcu_core輸出有效的讀flash請(qǐng)求信號(hào)fls_rd，同時(shí)輸出對(duì)應(yīng)的讀地址信號(hào)fls_adr。當(dāng)flash接口控制模塊flash_intf檢測(cè)到有效的讀flash請(qǐng)求信號(hào)fls_rd時(shí)，將產(chǎn)生flash存儲(chǔ)器所需的低功耗接口時(shí)序，從flash中把相應(yīng)存儲(chǔ)單元的值讀回，并且將讀回的值fls_din輸送到mcu內(nèi)核mcu_core。芯片配置模塊cfg負(fù)責(zé)對(duì)芯片全局性配置進(jìn)行控制。在本設(shè)計(jì)中，這些全局性配置控制信息包括用于控制芯片中flash接口模塊中的各延時(shí)控制單元的延時(shí)控制信息dly_cfg1、dly_cfg2、dly_cfg3。

flash接口控制模塊flash_intf負(fù)責(zé)管制管理讀flash存儲(chǔ)器所需的接口時(shí)序。flash接口控制模塊讀flash的時(shí)序模型如圖3所示。fls_cs為flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)；fls_rd為flash讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)；fls_adr為flash讀請(qǐng)求地址信號(hào)；fls_dout為flash讀返回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)。讀flash時(shí)，接口時(shí)序必須要滿足flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)(fls_cs)相對(duì)于flash讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)(fls_rd)的建立時(shí)間的要求，同時(shí)還要滿足flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)(fls_cs)相對(duì)于flash讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)(fls_rd)的保持時(shí)間的時(shí)序要求。讀flash存儲(chǔ)器操作涉及到flash存儲(chǔ)的三種功耗模式。當(dāng)flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)為低電平狀態(tài)(fls_cs=0)時(shí)，flash存儲(chǔ)器處于standby模式。當(dāng)flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)為高有效狀態(tài)(fls_cs=1)且flash讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)為低電平狀態(tài)fls_rd=1時(shí)，flash存儲(chǔ)器處于read模式。當(dāng)flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)為高有效狀態(tài)(fls_cs=1)且flash讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)為低電平狀態(tài)fls_rd=0時(shí)，flash存儲(chǔ)器處于static模式。不同的ip提供商提供的flash存儲(chǔ)器的在功耗、性能上有差別。flash處于standby模式時(shí)，功耗最少。static模式的功耗要比standby模式大，比read模式功耗小。在mcu芯片設(shè)計(jì)中，為了有利于芯片中數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)，mcu內(nèi)核工作時(shí)鐘clk_mcu的占空比一般為50%。在一般的mcu芯片的設(shè)計(jì)中，當(dāng)mcu處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)將flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)一直保持為高有效狀態(tài)，同時(shí)使用mcu內(nèi)核工作時(shí)鐘clk_mcu作為flash讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)fls_rd。在這種設(shè)計(jì)方案里，當(dāng)mcu處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，flash存儲(chǔ)器交替處于功耗較高的read模式與static模式。

本發(fā)明提出一種mcu芯片的低功耗管理方案，在mcu芯片設(shè)計(jì)中，通過(guò)mcu芯片內(nèi)部的flash接口管理模塊，可以對(duì)flash存儲(chǔ)器進(jìn)行智能的功耗模式管理。讀取flash存儲(chǔ)器時(shí)，在滿足應(yīng)用要求的mcu運(yùn)算處理速度，并且滿足flash存儲(chǔ)器所要求的接口時(shí)序約束的前提下，通過(guò)使flash存儲(chǔ)器在盡量短的時(shí)間里面處于功耗較高的read模式，在盡量長(zhǎng)的時(shí)間里面處于功耗較低的standby模式，從而使mcu芯片的總功耗更低，使mcu芯片可以應(yīng)用于對(duì)功耗要求更低的應(yīng)用場(chǎng)合。

flash接口控制模塊的設(shè)計(jì)原理如圖2所示。flash接口管理模塊根據(jù)芯片配置模塊cfg傳輸過(guò)來(lái)的延時(shí)控制單元的延時(shí)控制信息dly_cfg1、dly_cfg2、dly_cfg3對(duì)flash接口控制模塊flash_intf中延時(shí)單元的輸出延時(shí)進(jìn)行控制。mcu內(nèi)核時(shí)鐘clk_mcu經(jīng)過(guò)延時(shí)控制單元1delay_cell_1后，輸出一次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly1，一次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly1相對(duì)于mcu內(nèi)核時(shí)鐘clk_mcu的延時(shí)時(shí)間為dly1，可以通過(guò)延時(shí)控制信息dly_cfg1對(duì)延時(shí)時(shí)間為dly1進(jìn)行調(diào)控。一次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly1經(jīng)過(guò)延時(shí)控制單元2delay_cell_2后，輸出二次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly2，二次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly2相對(duì)一次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly1的延時(shí)時(shí)間為dly2，可以通過(guò)延時(shí)控制信息dly_cfg2對(duì)延時(shí)時(shí)間為dly2進(jìn)行調(diào)控。二次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly2經(jīng)過(guò)延時(shí)控制單元3delay_cell_3后，輸出三次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly3，三次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly3相對(duì)二次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly2的延時(shí)時(shí)間為dly3，可以通過(guò)延時(shí)控制信息delay_cell_3對(duì)延時(shí)時(shí)間為dly3進(jìn)行調(diào)控。如圖2所示，二次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly2經(jīng)過(guò)反相器取反后，與mcu內(nèi)核時(shí)鐘clk_mcu一起連接到兩輸入與門(mén)的輸入端，與門(mén)的輸出信號(hào)作為讀flash存儲(chǔ)器的讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)fls_rd來(lái)驅(qū)動(dòng)flash存儲(chǔ)器接口。三次延時(shí)信號(hào)clk_mcu_dly3經(jīng)過(guò)反相器取反后，與mcu內(nèi)核時(shí)鐘clk_mcu一起連接到兩輸入與門(mén)的輸入端，與門(mén)的輸出信號(hào)作為flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)fls_cs來(lái)驅(qū)動(dòng)flash存儲(chǔ)器接口。通過(guò)改變延時(shí)控制信息dly_cfg1、dly_cfg2、dly_cfg3對(duì)flash接口控制模塊flash_intf中延時(shí)單元的輸出延時(shí)進(jìn)行控制，可以使讀請(qǐng)求脈沖信號(hào)fls_rd滿足脈寬大于最小脈寬時(shí)長(zhǎng)的要求，同時(shí)使其脈寬盡量更小，可以使在讀取flash存儲(chǔ)器過(guò)程中，flash存儲(chǔ)器只在相對(duì)較短的時(shí)間里處于功耗相對(duì)較高的read功耗模式。并且，通過(guò)在讀取flash存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)成功返回后，將flash存儲(chǔ)器的選通信號(hào)fls_cs關(guān)閉，從而使flash存儲(chǔ)器只在相對(duì)較短的時(shí)間里處于功耗相對(duì)較高的static功耗模式，其余時(shí)間里，flash存儲(chǔ)器都處于功耗相對(duì)較低的standby功耗模式，因此可以大大降低mcu的功耗。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。