USB音频编解码SoC芯片及其功耗管理模式切换方法
本发明提供一种USB音频编解码SoC芯片及其功耗管理模式切换方法，该芯片包括：时钟模块包括与外设模块中音频设备和外部设备所对应的锁相环；外设模块，用于监控外部设备的工作状态信息；处理器模块，用于根据工作状态信息，将USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换至与工作状态信息匹配的模式后，对时钟模块中的目标锁相环进行重置。本发明提供的USB音频编解码SoC芯片及其功耗管理模式切换方法，能够根据不同工作状态，动态关闭不参与外设活动的外设时钟，以实现在保证语音质量的前提下有效降低功耗。
发明专利
CN202310816765.1
2023-07-05
CN117037819A
2023-11-10
G10L19/16(2013.01)
深圳市菉华科技有限责任公司
廖红伟
518049 广东省深圳市福田区上梅林广夏路菉华科技大楼706
北京路浩知识产权代理有限公司
董娜
广东;44
1.一种USB音频编解码SoC芯片，其特征在于，包括：处理器模块，与所述处理器模块的接口连接的时钟模块、外设模块，以及用于提供电能的电源模块； 所述时钟模块包括与外设模块中音频设备和外部设备所对应的锁相环； 所述外设模块，用于监控外部设备的工作状态信息； 所述处理器模块，用于根据所述工作状态信息，将USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换至与所述工作状态信息匹配的模式后，对所述时钟模块中的目标锁相环进行重置； 其中，所述目标锁相环为所述音频设备和/或所述外部设备所对应的锁相环；所述功耗管理模式包括正常模式、普通休眠模式和深度休眠模式；所述正常模式下的音频设备和所有外部设备的锁相环均处于高电平状态；所述普通休眠模式下的音频设备的锁相环均处于高电平状态，且所有外部设备的锁相环均处于低电平状态；所述深度休眠模式下的音频设备和所有外部设备的锁相环均处于低电平状态。 2.根据权利要求1所述的USB音频编解码SoC芯片，其特征在于，所述外设模块包括USB控制器，所述处理器模块和所述外设模块通过USB总线进行通信连接； 所述USB总线，用于在检测到外设处于挂起状态或唤醒状态时，控制USB PHY芯片改变接口链路状态； 所述USB控制器，用于在确定所述USB PHY芯片改变接口链路状态后，产生中断使能。 3.根据权利要求1或2所述的USB音频编解码SoC芯片，其特征在于，还包括直接存储器访问(Direct Memory Access，DMA)控制器； DMA控制器提供多达16个可配置通道，用于内存到内存、内存到外设、外设到外设和外设到内存的之间的数据传输。 4.根据权利要求3所述的USB音频编解码SoC芯片，其特征在于，还包括用于为所述处理器模块和所述外设模块之间提供数据传输和接收通道的接口模块； 所述接口模块包括：第一高级高性能总线(Advanced High Performance Bus，AHB)、第二AHB和1个外围总线(Advanced Peripheral Bus，APB)； 所述接口模块还包括IIS音频接口； 所述IIS音频接口支持数字模拟转换器(Digital Analog Converter，DAC)数据输出、DMA先进先出(First Input First Output，FIFO)存储器输出、DMA FIFO存储器输入和DAC数据输入； 其中，所述处理器模块在所述第一AHB进行数据操作，所述DMA控制器在所述第二AHB进行数据操作。 5.根据权利要求3所述的USB音频编解码SoC芯片，其特征在于，所述外设模块包括逐次逼近型模数转换器和通用异步收发器； 所述逐次逼近型模数转换器通过APB对外部传感器、电压信号进行采样得到的模拟数据转换为数字数据，更新状态寄存器和中断信号，与处理器模块交换数据； 所述逐次逼近型模数转换器，还用于在接收到远程外设的启动信号后，驱动所述处理器模块将电源寄存器的恢复位设置为1且持续一段时间后，重置为0； 所述处理器模块通过APB Bridge逻辑连接器与所述通用异步收发器传输数据，所述DMA通过AHB与所述通用异步收发器转换数据； 其中，所述电源寄存器处于所述电源模块中。 6.基于如权利要求1至5任一所述的USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换方法，其特征在于，包括： 外设模块监控外部设备的工作状态信息； 处理器模块根据所述工作状态信息，将USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换至与所述工作状态信息匹配的模式后，对时钟模块中的目标锁相环进行重置； 其中，所述目标锁相环为所述音频设备和/或所述外部设备所对应的锁相环；所述功耗管理模式包括正常模式、普通休眠模式和深度休眠模式；所述正常模式为音频设备和所有外部设备的锁相环均处于高电平状态；所述普通休眠模式为音频设备的锁相环均处于高电平状态，且所有外部设备的锁相环均处于低电平状态；所述深度休眠模式音频设备和所有外部设备的锁相环均处于低电平状态。 7.根据权利要求6所述的功耗管理模式切换方法，其特征在于，所述处理器模块根据所述工作状态信息，将USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换至与所述工作状态信息匹配的模式后，对时钟模块中的目标锁相环进行重置，包括： 所述处理器模块接收所述外设模块发送的携带有挂起中断指令的工作状态信息； 所述处理器模块响应于所述挂起中断指令，将系统控制寄存器的SLEEPDEEP位设置为0，将所述功耗管理模式由正常模式切换至普通休眠模式； 所述处理器模块将设置为低电平状态的时钟门控信号发送至所述时钟模块，以供所述时钟模块响应于处于低电平状态的时钟门控信号，在维持当前时钟源的同时，将所有外部设备的锁相环设置为低电平状态，且使得所述音频设备的锁相环的频率不变； 其中，所述挂起中断指令是所述USB总线在确定预设时长内未与任一外部设备发生数据传输时，控制所述USB控制器产生的指令；所述当前时钟源为所述处理器模块在所述功耗管理模式切换至所述普通休眠模式之前所对应的时钟源；所述时钟源包括第一USB PHY时钟源、第二USB PHY时钟源、外部输入时钟源、USB时钟源和RC振荡器时钟源；所述第一USBPHY时钟源的功率小于第二USBPHY时钟源的功率。 8.根据权利要求6所述的功耗管理模式切换方法，其特征在于，所述处理器模块根据所述工作状态信息，将USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换至与所述工作状态信息匹配的模式后，对时钟模块中的目标锁相环进行重置，包括： 所述处理器模块在确定当前所处的普通休眠模式的持续时长大于或者等于预设阈值的情况下，将系统控制寄存器的SLEEPDEEP位设置为1，将所述功耗管理模式由普通休眠模式切换至深度休眠模式； 所述处理器模块将设置为低电平状态的时钟门控信号发送至所述时钟模块，以供所述时钟模块响应于处于低电平状态的时钟门控信号，将所有外部设备的锁相环设置为低电平状态后，通过寄存器控制所述音频设备的锁相环关电，且将时钟源切换至RC振荡器时钟源； 其中，所述RC振荡器时钟源为功率最小的时钟源。 9.根据权利要求6所述的功耗管理模式切换方法，其特征在于，所述处理器模块根据所述工作状态信息，将USB音频编解码SoC芯片的功耗管理模式切换至与所述工作状态信息匹配的模式后，对时钟模块中的目标锁相环进行重置，包括： 所述处理器模块接收所述外设模块发送的携带有唤醒中断指令的工作状态信息； 所述处理器模块响应于所述唤醒中断指令，将所述功耗管理模式由普通休眠模式或者深度休眠模式切换至正常模式； 所述处理器模块将设置为高电平状态的时钟门控信号发送至所述时钟模块，以供所述时钟模块响应于处于高电平状态的时钟门控信号，将音频设备和所有外部设备的锁相环设置为高电平状态，且将时钟源切换至第一USB PHY时钟源； 其中，所述唤醒中断指令是所述USB总线在与任一外部设备重新发生数据传输时，控制所述USB控制器产生的指令。 10.根据权利要求6-9任一所述的功耗管理模式切换方法，其特征在于，所述处理器模块通过等待时间(Wait for Event，WFE)、指令等待中断(Wait for Interrupt，WFI)指令、唤醒中断控制器(Wake-upInterrupt Controller，WIC)或者系统控制寄存器指令进行功耗管理模式的切换。