外围管理组件、相关装置和方法与流程

1.本公开涉及芯片领域，具体而言，涉及一种外围管理组件、相关装置和方法。


背景技术：

2.随着集成电路工艺在尺寸上不断缩小，降低处理单元功耗成为处理单元研发的重要目标。自适应电压与频率调节(adaptive voltage frequency scaling，简称avfs)以及动态电压与频率调节(dynamic voltage and frequency scaling，简称为dvfs)是处理单元降低功耗的两种常用方法。
3.avfs/dvfs系统里，处理单元不工作时会在电源门控(power gating)的作用下进入低功耗状态，此状态下的处理单元若收到唤醒源的唤醒信号则唤醒。相关技术中，处理单元唤醒的方法主要有以下两种：一种是处理单元每次唤醒都运行在最高性能的模式下，另一种是处理器以低电压低频率唤醒，唤醒之后再根据唤醒事件进行电压和频率的调整，最后基于调整后的电压和频率处理唤醒事件。
4.然而，前一种唤醒方法虽然保证处理单元唤醒之后性能最强，能及时处理各种唤醒事件，但存在功耗浪费的技术问题；后一种唤醒方法虽然通过低频低压模式启动实现了功耗的节省，但如果唤醒事件的响应要求较高，则存在响应不及时的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开旨在优化处理单元的唤醒，避免唤醒过程中出现功耗浪费以及响应不及时的技术问题。
6.根据本公开的第一方面，提供一种外围管理组件，所述外围管理组件连接到处理单元，所述外围管理组件包括：
7.唤醒源管理单元，用于响应于来自唤醒源的当前唤醒信号，确定用于所述唤醒源的当前唤醒频率；
8.功率控制器，用于根据所述当前唤醒频率确定所述处理单元的当前唤醒工作电压，以便所述处理单元以所述当前唤醒工作电压进行工作。
9.可选地，所述外围管理组件还包括：
10.电源管理电路，用于接收所述功率控制器根据所述当前唤醒工作电压生成的电压控制信号，基于所述电压控制信号控制所述处理单元工作。
11.可选地，所述外围管理组件还包括：
12.电压门控单元，用于接收所述功率控制器响应于接收到所述当前唤醒频率发出的电源开关请求，接通所述处理单元的电源开关。
13.可选地，所述外围管理组件还包括：
14.时钟管理单元，用于接收所述功率控制器根据所述当前唤醒频率生成的频率控制信号，基于所述频率控制信号生成所述处理单元的时钟信号。
15.可选地，所述功率控制器存储所述唤醒源管理单元针对前一个唤醒信号所确定的
前一个唤醒频率和所述功率控制器针对所述前一个唤醒频率所确定的前一个唤醒工作电压，并且所述功率控制器用于在所述当前唤醒频率与所述前一个唤醒频率不一致时，根据所述当前唤醒频率确定所述处理单元的当前唤醒工作电压。
16.可选地，所述功率控制器进一步用于在所述当前唤醒频率与所述前一个唤醒频率一致时，将所述前一个唤醒工作电压作为当前唤醒工作电压。
17.可选地，所述功率控制器在确定了前一个唤醒工作电压时存储所述唤醒源管理单元针对之前的唤醒信号所确定的之前的唤醒频率和所述功率控制器针对所述之前的唤醒频率所确定的之前的唤醒工作电压，并根据存储的之前的唤醒频率和之前的唤醒工作电压分别预测唤醒频率和唤醒工作电压；
18.所述功率控制器用于在所述当前唤醒频率与预测的唤醒频率不一致时，根据所述当前唤醒频率确定所述处理单元的当前唤醒工作电压。
19.可选地，所述功率控制器进一步用于在所述当前唤醒频率与预测的唤醒频率一致时，将预测的唤醒工作电压作为当前唤醒工作电压。
20.可选地，所述处理单元为多个处理单元，所述当前唤醒信号还指示针对的目标处理单元，所述唤醒源管理单元基于所述唤醒源确定所述目标处理单元的当前唤醒频率，所述功率控制器根据所述当前唤醒频率确定所述目标处理单元的当前唤醒工作电压，以便所述目标处理单元以所述当前唤醒工作电压工作。
21.可选地，所述多个处理单元各自耦合有传感器，用于感测相应处理单元的感测数据；所述目标处理单元的当前唤醒工作电压除了根据所述目标处理单元的当前唤醒频率之外，还根据所述目标处理单元的感测数据确定。
22.根据本公开的第二方面，提供一种片上系统，包括：
23.如上所述的任一种外围管理组件；
24.所述处理单元；
25.片上总线，用于耦接所述处理单元和所述外围管理组件。
26.根据本公开的第三方面，提供一种物联网装置，包括如上所述的任一种外围管理组件和所述处理单元。
27.根据本公开的第四方面，提供一种处理单元唤醒方法，包括：
28.响应于来自唤醒源的当前唤醒信号，确定用于所述唤醒源的当前唤醒频率；
29.根据所述当前唤醒频率确定所述处理单元的当前唤醒工作电压；
30.唤醒所述处理单元以所述当前唤醒工作电压进行工作。
31.可选地，所述唤醒所述处理单元以所述当前唤醒工作电压进行工作，包括：
32.接通所述处理单元的电源开关，从而唤醒所述处理单元；
33.通过电源管理电路，根据由所述当前唤醒工作电压生成的电压控制信号控制所述处理单元以所述当前唤醒工作电压工作。
34.可选地，在响应于来自唤醒源的当前唤醒信号，确定用于所述唤醒源的当前唤醒频率之前，所述处理单元唤醒方法还包括：
35.存储针对接收到的前一个唤醒信号确定的前一个唤醒频率和前一个唤醒工作电压；
36.其中，所述根据所述当前唤醒频率确定所述处理单元的当前唤醒工作电压是在所
述当前唤醒频率与所述前一个唤醒频率不一致的情况下作出的。
37.可选地，在响应于来自唤醒源的当前唤醒信号，确定用于所述唤醒源的当前唤醒频率之前，所述处理单元唤醒方法还包括：
38.在确定了前一个唤醒工作电压时存储针对之前的唤醒信号确定的之前的唤醒频率和之前的唤醒工作电压；
39.根据存储的之前的唤醒频率和之前的唤醒工作电压分别预测唤醒频率和唤醒工作电压；
40.其中，所述根据所述当前唤醒频率确定所述处理单元的当前唤醒工作电压是在所述当前唤醒频率与预测的唤醒频率不一致的情况下作出的。
41.本公开实施例中，唤醒源管理单元确定用于唤醒源的当前唤醒频率；功率控制器根据当前唤醒频率确定处理单元的当前唤醒工作电压，因而，当前唤醒频率以及当前唤醒工作电压针对性地匹配了唤醒源，这样在处理单元以当前唤醒工作电压工作的情况下，唤醒源的响应需求能够得到及时满足而不用等待一段时间，并且处理单元以这样的工作电压运行还不浪费功耗，即处理单元的唤醒得以优化，唤醒过程有效避免了功耗浪费以及响应不及时的技术问题。
附图说明
42.通过参考以下附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
43.图1是本公开一个实施例所应用的物联网(iot)的一种系统架构图；
44.图2是本公开一个实施例所应用的物联网的另一种系统架构图；
45.图3是本公开一个实施例的物联网装置的结构图；
46.图4是本公开一个实施例的物联网处理器的结构图；
47.图5是本公开一个实施例的片上系统的结构图；
48.图6是本公开一个实施例的外围管理组件的内部结构图；
49.图7本公开另一个实施例的片上系统的结构图；
50.图8是根据本公开一个实施例的处理单元唤醒方法流程图。
具体实施方式
51.以下基于实施例对本公开进行描述，但是本公开并不仅仅限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本公开。为了避免混淆本公开的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。另外附图不一定是按比例绘制的。
52.在本文中使用以下术语。
53.动态电压频率调节：英文全称为dynamic voltage and frequency scaling，简称为dvfs。dvfs使用的是开环系统，该系统中芯片供应商会为不同的目标应用和运行频率确定工作电压，但不针对任何特定芯片进行校准。由于芯片运行温度会影响其电压需求，芯片供应商并不知道提供的芯片会在多少摄氏度运行，因而调整了工作电压的计算模型，这也使得实际工作中系统的功耗大约是实际所需功耗的10
‑
20％。
54.自适应电压频率调节：英文全称为adaptive voltage frequency scaling，简称为avfs。avfs使用的是闭环系统，该系统通过芯片上的硬件机制对电压进行管理，即根据实时测量的温度和频率等感测数据对工作电压进行调节。这种方式通过去除dvfs中需要的保护性的电压范围来避免功耗浪费。
55.电源门控：英文全称为power gating。电源门控最基本的思想是为电路提供两种电源模式，分别为低功耗模式和活动模式；其目的是在合适的时间通过恰当的方式在两种模式间切换，带来最大程度上的功耗节省，同时最大限度的降低对系统中其他模块性能方面的影响。处理单元通常可以长时间处于休眠模式，很适合使用电源门控技术。当处理单元不工作时，电源门控使处理单元休眠而进入低功耗模式，这样则可以避免大量的功耗泄漏；当处理单元收到唤醒源的唤醒信号时，电源门控使处理单元切换到活动模式，这样即可处理唤醒事件。
56.本公开的应用环境
57.本公开实施例提出了一种通用的、适合各种处理单元的外围管理组件。外围管理组件用于确定处理单元唤醒工作电压，其针对处理单元执行的整个唤醒方案也相对较为通用。其可以脱离处理单元存在，即其可以是一个单独的器件，将其安装到装置或片上系统后，配合装置或片上系统上的处理单元使用。外围管理组件可以用于各种设置有处理单元的硬件设备，例如，iot(物联网)装置、嵌入式设备等。该外围管理组件与处理单元最终部署在的硬件无关。但为了示例性描述，下文中将主要以物联网为应用场景进行描述。本领域技术人员应当理解，本公开实施例还可以适用于其它的应用场景。
58.物联网整体架构
59.图1是本公开一个实施例所应用的物联网(iot)100的一种系统架构图。
60.云110可以表示互联网，或者可以是局域网(lan)、或广域网(wan)，诸如公司的专有网络。iot装置可以包括以各种组合来分组的任何数量的不同类型的装置。例如，交通控制组206可以包括沿着城市中的街道的iot装置。这些iot装置可以包括红绿灯、交通流量监控器、相机、天气传感器等。交通控制组206或其他子组中的各iot装置可以通过无线链路208(诸如，lpwa链路等)来与云110进行通信。进一步地，有线或无线子网络212可以允许iot装置彼此通信，诸如通过局域网、无线局域网等。iot装置可以使用诸如网关210等另一装置来与云110进行通信。
61.iot装置的其他分组可以包括远程气象站214、本地信息终端216、报警系统218、自动柜员机220、报警面板222、或移动车辆，诸如应急车辆224或其他车辆226等。这些iot装置中的每一个都可以与其他iot装置、与服务器140、或与两者进行通信。
62.如从图1中可以看出，大量iot装置可以通过云110进行通信。这可以允许不同的iot装置自主地向其他装置请求或提供信息。例如，交通控制组206可以从远程气象站组214请求当前天气预报，所述远程气象站组可以在没有人为干预的情况下提供预报。进一步地，可以由自动柜员机220向应急车辆224警告正在发生盗窃。当应急车辆224朝向自动柜员机220前进时，其可以访问交通控制组206以请求准许到达所述位置，例如，通过灯变红以在交叉路口阻止交叉车流足够的时间从而使应急车辆224无阻碍地进入交叉路口。
63.诸如远程气象站214或交通控制组206等iot装置集群可以被配备成与其他iot装置以及与云110进行通信。这可以允许iot装置在装置之间形成自组织(ad
‑
hoc)网络，允许
它们用作单个装置，其可以被称为雾装置。下面关于图2进一步讨论雾装置。
64.在图2中，虚线包围的iot装置的集群可以被称为雾装置302、在云110边缘操作。如本文使用的，雾装置302是可以被分组用于执行特定功能，诸如交通控制、天气控制、工厂控制等的装置集群。
65.在这个示例中，雾装置302包括在交通交叉路口的一组iot装置。雾装置302可以根据由openfog联盟(ofc)等发布的规范来建立。这些规范允许在将雾装置302耦合到云110以及耦合到端点装置(诸如在这个示例中的交通灯304和数据聚合器306)的网关210之间形成计算元件的层级结构。雾装置302可以利用iot装置集合提供的组合的处理和网络资源。因此，雾装置302可以用于任何数量的应用，包括例如金融建模、天气预报、交通分析等。
66.例如，通过交叉路口的交通流量可以由多个交通灯304(例如，三个交通灯304)控制。对交通流量和控制方案的分析可以由通过网状网络与交通灯304和彼此通信的聚合器306实施。可以通过网关210将数据上传到云110。网关210从云110接收命令。所述网关210通过网状网络与交通灯304和聚合器306通信。
67.可以在雾装置302中使用任何数量的通信链路。例如，与ieee 802.15.4兼容的短程链路308可以提供靠近交叉路口的iot装置之间的本地通信。例如，与lpwa标准兼容的较长范围链路310可以提供iot装置与网关210之间的通信。为了简化所述图，并非每个通信链路308或310都标有附图标记。
68.雾装置302可以被认为是大规模互连网络，其中，多个iot装置例如通过通信链路308和310彼此通信。可以使用由open connectivity foundationtm(ocf)于2015年12月23日发布的开放互连协会(oic)标准规范1.0来建立网络。这个标准允许装置发现彼此并且建立互连通信。也可以使用其他互连协议，包括例如，来自allseen联盟的alljoyn协议、优化的链路状态路由(olsr)协议、或用于移动自组连网的更好方法(b.a.t.m.a.n.)等。
69.在一些方面，来自一个iot装置的通信可以沿着最方便的路径传递以到达网关210，例如，具有最少数量的中间跳数或最高带宽等的路径。在这些网络中，互连的数量提供了大量的冗余，从而允许即使丢失了许多iot装置也可以维持通信。
70.在一些方面，雾装置302可包括临时iot装置。换句话说，并非所有iot装置都可以是雾装置302的永久成员。例如，图2中，如下三个瞬态iot装置已经加入雾装置302：第一车辆312、第二车辆314和行人316。在这些情况下，iot装置可以内置在车辆312和314中，或者可以是由行人316携带的智能电话上的应用。还可以存在其他iot装置，诸如自行车计算机、摩托车计算机、无人机等中的iot装置。
71.由iot装置形成的雾装置302可以通过云110与客户端通信，例如，与作为位于云110的边缘的单个装置的服务器140通信。在这个示例中，可以在雾装置302内没有标识任何特定iot装置的情况下发生到雾装置302中的特定资源的控制通信。因此，如果雾装置302内的一个iot装置发生故障，则雾装置302中的其他iot装置可能能够发现和控制资源，所述资源诸如致动器或附接到iot装置的其他装置。例如，交通灯304可以是有线连接的，以便允许任何一个交通灯304控制其他交通灯304的灯。聚合器306也可以在交通灯304的控制下在雾装置302的其他功能中提供冗余。
72.在一些示例中，可以使用命令式编程风格来配置iot装置，例如，每个iot装置具有特定功能和通信伙伴。然而，可以以声明性编程风格来配置形成雾装置302的iot装置，以便
允许iot装置重新配置它们的操作和通信，诸如以响应于条件、查询和装置故障来确定所需的资源。这可以在诸如行人316的瞬态iot装置加入雾装置302时执行。
73.由于行人316可能比车辆312和314行进得更慢，因此雾装置302可以重新配置自身以确保行人316有足够的时间使其通过交叉路口。这可以通过形成车辆312和314以及行人316的临时组以控制交通灯304来执行。如果车辆312或314中的一个或两个是自主的，则临时组可以指导车辆在交通灯304之前减速。进一步地，如果交叉路口处的所有车辆都是自主的，则可能减少对交通信号的需求，因为自主车辆的防撞系统可能允许高度交叉的交通模式，这对于交通灯来说可能太复杂而无法管理。然而，交通灯304对于行人316、骑车人或非自主车辆仍然可以是重要的。
74.当瞬态装置312、314和316离开雾装置302的交叉路口附近时，雾装置302可以重新配置其自身以从网络中消除那些iot装置。当其他瞬态iot装置接近交叉路口时，雾装置302可以将其自身重新配置为包括那些装置。
75.雾装置302可以包括用于多个交叉路口的诸如沿着街道的交通灯304，以及沿着街道的所有瞬态iot装置。雾装置302然后可以将其自身分成功能性单元，诸如交通灯304和靠近单个交叉路口的其他iot装置。这种类型的组合可以使得能够在雾装置302中形成更大的iot构造，例如，执行具体功能的iot装置组。
76.例如，如果应急车辆加入雾装置302，则可以创建应急构造或虚拟装置，其包括街道的所有交通灯304，从而允许控制整个街道的交通流量模式。应急构造可以指导沿着街道的交通灯304保持红色以用于反向交通，并且绿色用于应急车辆从而加速应急车辆的通过。
77.如雾装置302所示，iot网络的有机演变是改进或最大化iot实施方式的效用、可用性和回弹性的中心。进一步地，所述示例表明了用于提高可信度并因此提高安全性的策略的有用性。装置的本地标识在实施方式中可能是重要的，因为身份的分散化确保不能利用中心机构来允许对可能存在于iot网络内的对象进行模仿。进一步地，本地标识降低了通信开销和时延。
78.区块链可以用于分散标识，因为它们可以在装置之间提供关于当前使用的名称和身份的协议。如本文使用的，区块链是由数据结构块组成的身份记录的分布式数据库。进一步地，如本文使用的，条款区块链可以包括其他分布式分类账系统中的任何一个或多个。其他分布式分类账方法包括瑞波(ripple)、超级分类账、多链、无钥签名基础设施等。每个数据结构块基于事务，其中下发装置、复合装置或虚拟装置的新名称是事务的一个示例。
79.使用区块链进行标识，可以通过观察名称和身份的重新下发来检测模仿，而无需相应的终止。公共区块链可能是最有用的，因为它们可以使得不同的观察者团体能够检测错误命名、恶意命名或命名基础设施故障。
80.物联网装置
81.图3是本公开一个实施例的物联网装置400的结构图，它可以是图1的交通控制组206中的物联网装置，也可以是远程气象站214、本地信息终端216、报警系统218、自动柜员机220、报警面板222、应急车辆224或其他车辆226中的物联网装置，也可以是图2的交通灯304和数据聚合器306中的物联网装置，或者第一车辆312、第二车辆314和行人316相关的物联网装置。
82.物联网装置400可以包括物联网处理器402，所述处理器可以是微处理器、多核处
理器、多线程处理器、超低电压处理器、嵌入式处理器或其他已知处理元件。处理器402可以是片上系统(soc)的一部分，其中处理器402和其他组件形成为单个集成电路或单个封装体，诸如来自intel的edisontm或galileotmsoc板。作为示例，处理器402可以包括基于架构核心tm的处理器，诸如quarktm、atomtm、i3、、i5、i7或mcu级处理器，或者可从加利福尼亚州圣克拉拉市的公司获得的另一此类处理器。然而，可以使用任何数量的其他处理器，诸如可从加利福尼亚州森尼维耳市的超威半导体公司(advanced micro devices,inc.，amd)获得的、来自加利福尼亚州森尼维耳市的mips科技公司的基于mips的设计、由arm控股有限公司或其客户或其许可证持有人或采用者许可的基于arm的设计。处理器可以包括诸如来自公司的a5
‑
a9处理器，来自科技公司的snapdragontm处理器、或来自德州仪器公司的omaptm处理器之类的单元。
83.处理器402可以通过总线406与系统存储器404通信。可以使用任何数量的存储器装置来作为定量的系统存储器404。作为示例，存储器404可以是根据联合电子器件工程委员会(jedec)的基于低功率双倍数据速率(lpddr)的设计的随机存取存储器(ram)，诸如根据edec jesd 209
‑
2e的当前lpddr2标准(发布于2009年4月)、或下一代lpddr标准，诸如将提供lpddr2的扩展以增加带宽的lpddr3或lpddr4。在各实施方式中，各个存储器装置可以是任何数量的不同封装体类型，诸如单管芯封装体(sdp)、双管芯封装体(ddp)或四管芯封装体(q17p)。在一些实施例中，这些装置可以直接焊接到母板上以提供较低简档的解决方案，而在其他实施例中，这些装置被配置为一个或多个存储器模块，这些存储器模块进而通过给定的连接器耦合到母板。可以使用任何数量的其他存储器实施方式，诸如其他类型的存储器模块，例如，不同种类的双列直插式存储器模块(dimm)，包括但不限于icrodimm或minidimm。例如，存储器的大小可以在2gb与16gb之间，并且可以配置为dr3lm封装体或lpddr2或lpddr3存储器，其通过球栅阵列(bga)焊接到母板上。
84.为了提供诸如数据、应用、操作系统等信息的持久存储，大容量存储装置408还可以经由总线406耦合到处理器402。为了实现更薄更轻的系统设计，可以通过固态驱动器(ssd)来实施大容量存储装置408。可以用于大容量存储装置408的其他装置包括闪存卡，诸如sd卡、microsd卡、xd图卡等，以及usb闪存驱动器。
85.在低功率实施方式中，大容量存储装置408可以是管芯上存储器或与处理器402相关联的寄存器。然而，在一些示例中，大容量存储装置408可以使用微硬盘驱动器(hdd)来实施。进一步地，除了所描述的技术之外或代替所描述的技术，任何数量的新技术可以用于大容量存储装置408，诸如电阻变化存储器、相变存储器、全息存储器或化学存储器等。例如，iot装置400可以包括来自和的3d xpoint存储器。
86.组件可以通过总线406进行通信。总线406可以包括任何数量的技术，包括工业标准架构(isa)、扩展isa(eisa)、外围组件互连(pci)、外围组件互连扩展(pcix)、pci express(pcie)或任何数量的其他技术。总线406可以是例如在基于soc的系统中使用的专有总线。可以包括其他总线系统，诸如i2c接口、i3c接口、spi接口、点对点型接口、和电源总线等。
87.总线406可以将处理器402耦合到网状收发机410，用于与其他网状装置/雾装置302通信。网状收发机410可以使用任何数量的频率和协议，诸如ieee 802.15.4标准下的2.4千兆赫(ghz)传输，使用由特别兴趣小组定义的低功耗(ble)标准、或标准等。为具体无
线通信协议配置的任何数量的无线电可以用于到网状装置/雾装置302的连接。例如，wlan单元可用于根据电气和电子工程师协会(ieee)802.11标准来实施wi
‑
fitm通信。另外，例如，根据蜂窝或其他无线广域协议的无线广域通信可以经由wwan单元发生。
88.网状收发机410可以使用多个标准或无线电进行通信以用于不同范围的通信。例如，物联网装置400可以使用基于ble的本地收发机或另一低功率无线电与地理上邻近的装置(例如，在约10米内)通信以节省功率。可以通过zigbee或其他中间功率无线电到达更远的网状装置/雾装置302，例如，在约50米内。两种通信技术可以以不同功率水平在单个无线电上发生、或者可以在单独的收发机(例如，使用ble的本地收发机和使用zigbee的单独网状收发机)上发生。网状收发机/雾装置302可以并入mcu中作为可由芯片直接访问的地址。
89.可以包括上行链路收发机414以与云110通信。上行链路收发机414可以是遵循ieee 802.15.4、ieee 802.15.4g、ieee 802.15.4e、ieee 802.15.4k或nb
‑
iot标准等的lpwa收发机。物联网装置400可以使用由semtech和lora联盟开发的lorawantm(长距离广域网)在广泛区域上进行通信。本文描述的技术不限于这些技术，而是可以与实施长距离、低带宽通信的任何数量的其他云收发机一起使用，诸如sigfox和其他技术。进一步地，可以使用ieee 802.15.4e规范中描述的其他通信技术，诸如时隙信道跳变。
90.除了针对网状收发机410和上行链路收发机414所提到的系统之外，还可以使用任何数量的其他无线电通信和协议，如本文所述。例如，无线电收发机410和414可以包括lte或其他蜂窝收发机，其使用扩频(spa/sas)通信来实施高速通信，诸如用于视频传输。进一步地，可以使用任何数量的其他协议，诸如用于中速通信的网络，诸如静止图片、传感器读数和网络通信的提供。
91.无线电收发机410和414可以包括与任何数量的3gpp(第三代合作伙伴计划)规范兼容的无线电，特别是长期演进(lte)、长期演进
‑
高级(lte
‑
a)、长期演进
‑
高级专业版(lte
‑
a pro)、或窄带iot(nb
‑
iot)等。可以注意到，可以选择与任何数量的其他固定、移动或卫星通信技术和标准兼容的无线电。这些可以包括例如任何蜂窝广域无线电通信技术，其可以包括例如第五代(5g)通信系统、全球移动通信系统(gsm)无线电通信技术、通用分组无线电服务(gprs)无线电通信技术、或gsm演进的增强型数据率(edge)无线电通信技术。可以使用的其他第三代合作伙伴计划(3gpp)无线电通信技术包括umts(通用移动电信系统)、foma(自由移动的多媒体接入)、3gpp lte(长期演进)、3gpp lte
‑
高级(长期演进
‑
高级)、3gpp lte
‑
高级专业版(长期演进
‑
高级专业版)、cdma2000(码分多址2000)、cdpd(蜂窝数字分组数据)、mobitex、3g(第三代)、csd(电路交换数据)、hscsd(高速电路交换数据)、umts(3g)(通用移动电信系统(第三代))、w
‑
cdma(umts)(宽带码分多址(通用移动电信系统))、hspa(高速分组接入)、hsdpa(高速下行链路分组接入)、hsupa(高速上行链路分组接入)、hspa (高速分组接入plus)、umts
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tdd(通用移动电信系统
‑
时分双工)、td
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cdma(时分
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码分多址)、td
‑
scdma(时分
‑
同步码分多址)、3gpp rel。8(pre
‑
4g)(第3代合作伙伴计划发布8(第pre
‑
4代))，3gpp rel。9(第三代合作伙伴计划发布9)，3gpp rel。10(第三代合作伙伴计划发布10)，3gpp rel。11(第三代合作伙伴计划发布11)，3gpp rel。12(第三代合作伙伴计划发布12)，3gpp rel。13(第三代合作伙伴计划发布13)，3gpp rel。14(第三代合作伙伴计划发布14)、3gpp lte extra、lte授权辅助接入(laa)、utra(umts陆地无线电接入)、e
‑
utra(演进型umts陆地无线电接入)、lte高级(4g)(长期演进
‑
高级(第4代))、cdmaone(2g)、
cdma2000(3g)(码分多址2000(第三代))、ev
‑
do(演进
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数据优化或演进
‑
仅数据)、amps(1g)(高级移动电话系统(第1代))、tacs/etacs(总接入通信系统/扩展总接入通信系统)、damps(2g)(数字amps(第2代))、ptt(按键通话)、mts(移动电话系统)、imts(改进型移动电话系统)、amts(高级移动电话系统)、olt(挪威语“offentlig landmobil telefoni”，公共陆地移动电话)、mtd(瑞典语mobiltelefonisystem d的缩写，或移动电话系统d)、autotel/palm(公共自动陆地移动)、arp(芬兰语“autoradiopuhelin”，“汽车无线电话”)、nmt(北欧移动电话)、hicap(ntt(日本电报电话公司)的高容量版本)、cdpd(蜂窝数字分组数据)、mobitex、datatac、iden(集成数字增强网络)、pdc(个人数字蜂窝)、csd(电路交换数据)、phs(个人手持电话系统)、widen(宽带集成数字增强网络)、iburst、非授权移动接入(uma，也称为3gpp通用接入网络，或gan标准)、无线吉比特联盟(wigig)标准、一般的mmwave标准(无线系统在10
‑
90ghz及以上运行，诸如wigig、ieee 802.11ad、ieee 802.11ay等)。除了上面列出的标准之外，可以将任何数量的卫星上行链路技术用于上行链路收发机1014，包括例如符合itu(国际电信联盟)或etsi(欧洲电信标准协会)发布的标准的无线电等等。因此，本文提供的示例被理解为适用于现有的且尚未明确表达的各种其他通信技术。
92.可以包括网络接口控制器(nic)416以向云110或其他装置(例如网状装置302)提供有线通信。有线通信可提供以太网连接，或者可以基于其他类型的网络，诸如控制器区域网络(can)、本地互连网络(lin)、设备网(devicenet)、控制网(controlnet)、数据高速通道、过程现场总线(profibus)或过程现场网(profinet)等。可以包括附加的nic 416以允许连接到第二网络，例如，通过以太网提供到云的通信的nic 416、以及通过另一种类型的网络提供到其他装置的通信的第二nic416。
93.总线406可以将处理器402耦合到用于连接外部装置的接口418。外部装置可以包括外设传感器420，诸如加速计、水平传感器、流量传感器、温度传感器、压力传感器、气压传感器等。接口418可用于将物联网装置400连接到致动器422，诸如电源开关、阀门致动器、可听声音生成器、视觉警告装置等。
94.物联网装置400经常需要计时和计数，从而在特定时刻或特定事件累积到一定数量时产生一些动作。例如，远程气象站214的物联网装置400需要每隔固定时长通过外设传感器420检测一次周围环境的温度，以根据检测到的温度进行气象数据分析。计时器/计数器501就是用来计时/计数的单元。计时器(timer)由外加振荡晶体经除频电路来提供数种不同的时基(timebase)。计数器(event counter)专用于累计外部的事件个数，可能为脉冲或其它形式，也可用以产生正确的时间延迟。
95.虽然未示出，但是各种输入/输出(i/o)装置可以存在于物联网装置400内或连接到所述物联网装置400。例如，可以包括显示器以示出诸如传感器读数或致动器位置等信息。可以包括诸如触摸屏或小键盘等输入装置以接受输入。
96.电池424可以为物联网装置400供电，但是在物联网装置400安装在固定位置的示例中，它可以具有耦合到电网的电源。电池424可以是锂离子电池、金属
‑
空气电池，诸如锌空气电池、铝
‑
空气电池、锂
‑
空气电池、混合型超级电容器等。
97.电池监测器/充电器426可以包括在物联网装置400中以跟踪电池424的充电状态(soch)。电池监测器/充电器426可用于监测电池424的其他参数，以提供故障预测，诸如电池424的健康状态(soh)和功能状态(sof)。电池监测器/充电器426可以包括电池监测集成
电路。电池监测器/充电器426可以通过总线406将关于电池424的信息传送到处理器402。电池监测器/充电器426还可以包括模数(adc)转换器，所述模数转换器允许处理器402直接监测电池426的电压或来自电池424的电流。
98.电池参数可以用于确定物联网装置400可以执行的动作，诸如传输频率、网状网络操作、感测频率等。
99.电源块428或耦合到电网的其他电源可以与电池监测器/充电器426耦合以对电池424充电。在一些示例中，电源块428可以用无线功率接收器代替，以例如通过物联网装置400中的环形天线无线地获得功率。无线电池充电电路可以包括在电池监测器/充电器426中。所选择的特定充电电路取决于电池424的尺寸，并且因此取决于所需的电流。可以使用由airfuel联盟颁布的airfuel标准、由无线电力联盟(wireless power consortium)颁布的qi无线充电标准、或者由无线电力联盟颁布的rezence充电标准等来执行充电。在一些示例中，电源块428可以用太阳能电池板、风力发电机、水发电机或其他自然电力系统来增强或代替。
100.图4是本公开一个实施例的物联网处理器402的结构图。由于物联网处理器402可以是微处理器、多核处理器、多线程处理器、超低电压处理器、嵌入式处理器或其他已知处理元件，图4仅以微处理器为例示出了物联网处理器402的结构图。
101.程序存储rom(只读存储器)504是物联网处理器402中只读而不可写入的存储器，主要用来放置用户所开发的程序，而其性质乃属于不常更动或永不变动之资料。物联网处理器402的动作便是依据储存于此区之程序指令运作。与一般的cpu执行多种多样的指令不同，微控制器402一般只执行用户固定开发的程序(例如远程气象站214的物联网装置400而言，检测周围环境的温度并根据检测到的温度进行气象数据分析，以及接收交通控制组206的当前天气预报的获取请求并响应所述获取请求而将当前天气预报发送到交通控制组206)，很少涉及其它程序。
102.寄存器堆506可以包括用于存储不同类型的数据和/或指令的多个寄存器，这些寄存器可以是不同类型的。例如，寄存器堆506可以包括：整数寄存器、浮点寄存器、状态寄存器、指令寄存器和指针寄存器等。寄存器堆506中的寄存器可以选用通用寄存器来实现，也可以根据处理器402的实际需求采用特定的设计。
103.运算逻辑单元(alu)507用于执行指令序列(即程序)。运算逻辑单元507执行每个指令的过程包括：通过总线503从存放指令的程序存储rom 504中取出指令，对取出的指令进行译码，执行译码后的指令，并将指令执行结果等保存在结果累积器508中，如此循环，直到执行完指令序列中的全部指令或遇到停机指令，将执行结果它能够给输入/输出端口509输出。
104.具体地说，运算逻辑单元507通过总线503将指令从程序存储rom 504中搬运到寄存器堆506中的指令寄存器中，并接收下一个取指地址或根据取指算法计算获得下一个取指地址，取指算法例如包括：根据指令长度递增地址或递减地址。然后，运算逻辑单元507按照预定的指令格式，对取回的指令进行解码，以获得取回的指令所需的操作数获取信息。操作数获取信息例如指向随机存储器(ram)505中存储的操作数。运算逻辑单元507通过总线503，获取ram 505中的操作数，进行运算执行。运算执行的结果写入结果累积器508中，适当的时候通过输入/输出端口509输出。
105.中断产生器502是物联网装置400中产生中断的单元，用来处理立即事件，或列为优先处理的事件，负责超时中断及基于外部事件产生中断请求等工作。大部分微控制器的中断处理系统是多层的，内设有中断优先级电路，以决定先后顺序。常应用于物联网处理器402平时处于低功耗状态且由外加信号来唤醒的情况(此情况即将物联网处理器402的当前低功耗状态中断)，其中，所述外加信号或者起源于需要立即处理(传感器、开关、警报器、电源故障预警器)的事件，或者起源于需要一个固定间隔时长来处理(display，key scan，read
‑
time clock)的事件。在以下描述中，外加信号起源的事件称为唤醒事件，物联网处理器402被唤醒后要处理该事件；上述外加信号称为唤醒信号，外加信号的发送设备称为唤醒源。
106.在物联网装置400中，经常涉及到物联网处理器402的唤醒处理。以远程气象站214的物联网装置400进行示例性说明，假设物联网处理器402处于低功耗状态：(1)计时器/计数器412若确定当前时刻距离上次检测周围环境温度的时刻达到预设时长，则通过总线406向物联网处理器402内的中断产生器502发送唤醒信号以将物联网处理器402唤醒，物联网处理器402唤醒后即可执行当前次检测周围环境温度的相关控制操作，其中，计时器/计数器412即为以上所述的唤醒源；(2)交通控制组206若通过云110向远程气象站214的物联网装置400发送当前天气预报的获取请求，该获取请求通过物联网装置400的上行链路收发机414以及总线406传输到物联网处理器402内的中断产生器502，然后物联网处理器402唤醒，物联网处理器402唤醒后即可执行响应所述获取请求的相关操作，包括从大容量存储装置408内读取当前天气预报的数据以及将读取的数据通过总线406和上行链路收发机414发送到交通控制组206，其中，获取请求为唤醒信号，交通控制组206为唤醒源。这里应当注意的是，唤醒源可以是物联网装置400内部的设备，也可以是物联网装置400外部的设备。
107.程序存储rom504虽然只放置用户所开发的程序，但往往不只是放置一个事件的处理程序(如以上示例所述)，因而可以在接收到唤醒信号后通过发送所述唤醒信号的唤醒源来让中断产生器502确定程序存储rom504中的哪些处理程序需要运算逻辑单元507执行，即中断产生器502基于唤醒源控制运算逻辑单元507的执行。
108.应当理解的是，处于低功耗状态的物联网处理器402，只有接收到来自唤醒源的当前唤醒信号后方可切换到活动模式，从而处理唤醒事件。当物联网处理器402从低功耗状态唤醒后，若物联网处理器402的运行频率恰好满足唤醒事件的处理需求且物联网处理器402的工作电压恰好能够维持自身运行频率，则物联网处理器402既无功耗浪费又能及时处理唤醒事件，为此图3所示物联网装置400设置了外围管理组件630。外围管理组件630用于确定物联网处理器402唤醒后的上述运行频率(亦称唤醒频率)和工作电压(亦称唤醒工作电压)，由于外围管理组件630是本公开实施例主要改进的部分，其包括的各具体部件将在下文中详细描述。
109.需要说明的是，相应于运算逻辑单元(alu)507执行指令序列的上述各步骤，物联网处理器402的运行频率可视为执行唤醒事件对应指令序列的频率且具体涉及指令取出的频率、指令译码的频率、译码后的指令执行的频率以及指令执行结果保存的频率，并且这四个频率往往需要相同方可确保指令序列的稳定顺利执行。在唤醒事件确定后，为了避免功耗浪费并确保及时处理唤醒事件，物联网处理器402的运行频率受唤醒事件唯一限定，即上述四个频率皆采用和唤醒事件对应的同一预设频率。
110.外围管理组件
111.相关技术中，物联网处理器402无论采用微处理器、多核处理器、嵌入式处理器中的一种还是其他的已知处理元件(以下将物联网处理器402采用的处理元件统称为处理单元620)，其唤醒都是采用定电压定频率的方式。定电压定频率的方式或者是处理单元620唤醒后运行在最高性能(需要高电压支持)的模式下，从而浪费功耗；或者是处理单元620唤醒后运行频率和/或工作电压不足以满足唤醒事件的处理需求，从而导致唤醒事件无法被及时响应。鉴于此，本公开实施例所提供的物联网装置400设置了外围管理组件630。
112.外围管理组件630耦接在图3所示的总线406上，用于接收来自唤醒源的唤醒信号，并在接收到唤醒信号后基于发送唤醒信号的唤醒源确定处理单元620的唤醒频率和唤醒工作电压，其中，唤醒信号和唤醒源可参照以上相关解释，外围管理组件630可以预先存储唤醒源依据唤醒事件的处理需求而配置的唤醒频率，从而外围管理组件630能够在接收到唤醒信号后为处理单元620确定一个与唤醒源对应的唤醒频率以及维持所述唤醒频率所需的唤醒工作电压，这样处理单元620既能够及时响应唤醒事件又不浪费功耗。
113.外围管理组件630可以是一个单独的器件，安装到物联网装置400上以供物联网装置400上的处理单元620确定唤醒频率和唤醒工作电压；也可以是与处理单元620集成于同一片上系统中，然后以片上系统的形式和处理单元620一同安装到物联网装置400上。由于外围管理组件630供处理单元620使用，因而，接下来结合图5在集成有外围管理组件630和处理单元620的片上系统中对外围管理组件630进行详细介绍。
114.参照图5，该片上系统600包括片上总线610，片上总线610用于耦接处理单元620和外围管理组件630。应当理解的是，片上系统还可集成其它必要的器件，本公开对片上系统集成的其它必要器件不作限定。
115.参照图5，外围管理组件630包括相互连接的功率控制器650和唤醒源管理单元660，其中，唤醒源管理单元660和唤醒源连接以接收唤醒源发送的唤醒信号，并在接收到来自唤醒源的当前唤醒信号awak后基于发送当前唤醒信号awak的唤醒源确定当前唤醒频率freq；功率控制器650用于根据所述当前唤醒频率freq确定处理单元620的当前唤醒工作电压vcpu。
116.图6示出了外围管理组件630详细的内部结构。参照图6，一些实施例中，上述唤醒源管理单元660可以内置信号解析单元661、关联信息存储器662和频点匹配单元663，其中，关联信息存储器662存储有唤醒源和对应唤醒频率的关联信息，信号解析单元661用于接收当前唤醒信号awak并解析当前唤醒信号awak以确定发送当前唤醒信号awak的唤醒源aken(示例性地，唤醒信号可以通过其第一预设位携带唤醒源的标识信息以便信号解析单元661根据唤醒信号确定唤醒源)，频点匹配单元663分别和信号解析单元661以及关联信息存储器662连接，这样在唤醒源管理单元660的信号解析单元661接收到当前唤醒信号awak后最终频点匹配单元663依据信号解析单元661解析的发送当前唤醒信号awak的唤醒源aken从关联信息存储器662存储的关联信息中查询到当前唤醒频率freq。
117.上述功率控制器650为依据处理单元620的运行频率来确定工作电压的单元，可以为采用现有avfs/dvfs技术的控制器。若功率控制器650为采用dvfs技术的控制器，由于dvfs技术基于目标应用和运行频率确定芯片工作电压，因而唤醒源管理单元660向功率控制器650不仅发送当前唤醒频率freq而且发送唤醒源信息，从而功率控制器650基于唤醒源
信息确定目标应用，然后结合当前唤醒频率freq确定唤醒工作电压vcpu。若功率控制器650为采用avfs技术的控制器，则外围管理组件630还可以如图5和图6所示包括传感器组件640，处理单元620耦合传感器组件640，传感器组件640用于感测相应处理单元620的感测数据，处理单元620的当前唤醒工作电压根据处理单元620的当前唤醒频率和感测数据确定。一个处理单元620可以耦合多个传感器组件640，多个传感器组件640各自采集不同的感测数据，例如各自采集处理单元620的温度、工艺和电压中的一个，这样功率控制器650能够依据处理单元620的实时温度和工艺偏差以及当前唤醒频率确定当前唤醒工作电压vcpu，并且确定的当前唤醒工作电压vcpu还可与通过电压传感器组件获得的处理单元620的工作电压进行比对，以确定唤醒工作电压设置是否成功，最终通过avfs技术确保当前唤醒工作电压实时地支持当前唤醒频率但不会浪费功耗。
118.在一些示例中，唤醒源管理单元660还在接收到当前唤醒信号awak后向功率控制器650发送唤醒请求信号，唤醒请求信号相当于一个使能信号，功率控制器650只有在唤醒请求信号有效的情况下才会基于当前唤醒频率freq确定处理单元620的当前唤醒工作电压vcpu以及执行以上所述的其他步骤。
119.图5中片上系统600集成了一个外围管理组件630和一个处理单元620，但一些情况下一个物联网装置400会因需求设置多个处理器402，多个处理器402例如为多个结构相同的处理器核，多个处理器402又例如其中一些为微处理器而另一些为图形处理单元(gpu)、数字处理单元(dsp)或神经网络处理单元(npu)。基于此，一个片上系统300也可以如图7所示集成一个外围管理组件630和n个处理单元620，然后物联网装置400直接使用该片上系统即可，其中，n为大于或等于2的整数。
120.对于图7所示的片上系统600包括多个处理单元620(即处理单元1
‑
n)的情形，当前唤醒信号awak还指示针对的目标处理单元i(示例性地，唤醒信号通过其第二预设位携带目标处理单元的标识信息)，图7中将指示目标处理单元i的当前唤醒信号awak标记为awak
i
，其中，i为不小于1且不大于n的一个整数。目标处理单元i即要唤醒的处理单元。这样，唤醒源管理单元660每接收到一个当前唤醒信号awak
i
后都能够确定当前唤醒信号awak
i
所要唤醒的目标处理单元i。相应地，唤醒源管理单元660接收到当前唤醒信号awak
i
后，是要确定目标处理单元i的当前唤醒频率freq
i
；以及，功率控制器650是根据唤醒源管理单元660确定的当前唤醒频率freq
i
确定目标处理单元i的当前唤醒工作电压vcpu
i
。
121.一些实施例中，唤醒源管理单元660同时接收到多个当前唤醒信号awak，多个当前唤醒信号awak指示的目标处理单元不同，例如n个当前唤醒信号awak各自指示一个目标处理单元且多个目标处理单元互不相同，这样最后是要确定n个目标处理单元各自的当前唤醒频率freq
i
(即n个当前唤醒频率freq1‑
freq
n
)以及各自的当前唤醒工作电压vcpu
i
(即n个当前唤醒工作电压vcpu1‑
vcpu
n
)。
122.进一步，不同的处理单元620对应不同的计算规则来确定唤醒工作电压，因而当前唤醒频率freq
i
还可以通过其预设位指示针对的目标处理单元i，从而功率控制器650能够结合目标处理单元i确定目标处理单元i的当前唤醒工作电压vcpu
i
。
123.图7所示情形下，若功率控制器650为采用avfs技术的控制器，则功率控制器650能够对各个处理单元620实时地提供支持当前唤醒频率freq且有效节省功耗的唤醒工作电压vcpu。
124.需要说明的是，对于同一个处理单元620来说，由于指令的取出、译码、执行、结果保存乃至相关协作过程都需要同频，这样方可确保唤醒事件的顺利处理；而且，处理单元620内各个协作过程或处理指令的各个步骤往往因时钟频率等因素的限制只能以一些预设频率点执行，因而唤醒源管理单元660确定的上述当前唤醒频率freq只能为当前唤醒频率点，即为一个表示具体数值的频率点，示例性地为2.0mhz。鉴于avfs技术和dvfs技术都是基于一个频率点来确定工作电压，因而无论是采用avfs技术还是采用dvfs的功率控制器650，最后都是根据唤醒源管理单元660确定的当前唤醒频率点来确定一个支持当前唤醒频率点但有效节省功耗的当前唤醒工作电压vcpu。
125.参照图5，本公开的一些实施例中，上述功率控制器650还用于根据当前唤醒工作电压vcpu生成电压控制信号regv；外围管理组件630还包括电源管理电路670。电源管理电路670和功率控制器650连接，以接收功率控制器650生成的电压控制信号regv；电源管理电路670还和处理单元620连接，以基于电压控制信号regv控制向处理单元620提供的当前唤醒工作电压vcpu。
126.进一步，外围管理组件330还包括电压门控单元680，电压门控单元680和处理单元620连接，电压门控单元680控制处理单元620的通电和断电，其中，处理单元620处于低功耗状态时，电压门控单元680控制处理单元620断电。上述功率控制器650还用于在接收到当前唤醒频率freq后发出电源开关请求qon；电压门控单元680还和功率控制器650连接，以接收功率控制器650发出的电源开关请求qon，并基于电源开关请求qon控制处理单元620的通电。示例性地，电压门控单元680为晶体管，晶体管的栅极连接功率控制器650以接收电源开关请求qon，源极连接电源，漏极连接处理单元620，这样电源开关请求qon使得晶体管导通后则电源向处理单元620供电。功率控制器650与上述电压门控单元680的结合，使得处理单元620即能够处理唤醒事件，又能节省低功耗状态下的各种功耗。
127.本公开的一些实施例中，上述功率控制器650还用于根据当前唤醒频率freq生成频率控制信号regf；外围管理组件630还包括时钟管理单元690。时钟管理单元690和功率控制器650连接，以接收功率控制器650生成的频率控制信号regf，然后基于频率控制信号regf生成处理单元620的时钟信号fcpu；时钟管理单元690还和处理单元620连接，以将时钟信号fcpu发送给处理单元620(即物联网处理器402)，从而处理单元620基于时钟信号fcpu以当前唤醒频率freq工作。
128.需要强调的是，在图7所示情形，功率控制器650是针对目标处理单元i生成电源开关请求qon
i
、电压控制信号regv
i
和频率控制信号regf
i
，然后上述电压门控单元680基于电源开关请求qon
i
控制目标处理单元i的通电，上述电源管理电路670基于电压控制信号regv
i
控制向目标处理单元i提供的当前唤醒工作电压vcpu
i
，以及，上述时钟管理单元单元690基于频率控制信号regf
i
生成目标处理单元i的时钟信号fcpu
i
，从而各个处理单元620是独立地受外围管理组件630的控制而唤醒。
129.应当理解的是，以上所述的远程气象站214的物联网装置400对周围环境温度采集的应用情形中，处理单元620会在短时间内经历多个周期。处理单元620在各个周期内，先被从低功耗状态唤醒然后再迅速地处理完唤醒事件后进入低功耗状态。当然，在多个周期内的唤醒事件可以相同，也可以不同，例如远程气象站214的物联网装置400按时间先后顺序间隔地采集周围环境温度和提供气象数据(即物联网装置在一个周期内被从低功耗状态唤
醒以采集周围环境温度，在下个周期内被从低功耗状态唤醒以提供气象数据)。
130.对于多个周期的唤醒事件相同的应用情形，功率控制器650可以存储唤醒源管理单元660针对接收到的前一个唤醒信号确定的前一个唤醒频率和功率控制器650针对前一个唤醒频率确定的前一个唤醒工作电压；功率控制器650根据当前唤醒频率freq确定处理单元620的当前唤醒工作电压vcpu是在当前唤醒频率freq与前一个唤醒频率不一致的情况下作出的。在唤醒频率比较稳定的应用中，当前唤醒频率freq与前一个唤醒频率有很大概率是一致的。一旦一致，则功率控制器650将前一个唤醒工作电压作为当前唤醒工作电压vcpu，这样功率控制器650无需频繁地计算当前唤醒工作电压vcpu，功率控制器650能够针对唤醒事件迅速地确定当前唤醒工作电压vcpu，因而处理单元620能够及时地获得对唤醒事件具有针对性的当前唤醒工作电压vcpu，继而更加及时地响应唤醒事件，提高了唤醒效率，并且还大幅度地节省了当前唤醒工作电压vcpu重复计算所导致的功耗。
131.对于多个周期的唤醒事件不同但有规律可循的应用情形，功率控制器650在确定了前一个唤醒工作电压时便可以存储功率控制器650针对之前的唤醒信号确定的之前的唤醒频率和功率控制器650针对之前的唤醒频率确定的之前的唤醒工作电压，并根据存储的之前的唤醒频率和之前的唤醒工作电压分别预测唤醒频率和唤醒工作电压；功率控制器650根据当前唤醒频率freq确定处理单元620的当前唤醒工作电压vcpu是在当前唤醒频率freq与预测的唤醒频率不一致的情况下作出的。这里，之前的唤醒信号为功率控制器650在确定了前一个唤醒工作电压的时刻之前相继接收到的一个或多个唤醒信号，具体数量是基于实际应用提前设定的，以能根据预设规律确定当前唤醒事件为准。当前唤醒频率freq与预测的唤醒频率有很大概率是一致的。一旦一致，则功率控制器650将提前预测的唤醒工作电压作为当前唤醒工作电压vcpu，从而无需在接收到唤醒源管理单元660确定的当前唤醒频率freq后再依据频率到电压的预定计算规则来耗时地计算当前唤醒工作电压vcpu，即更加及时地响应唤醒事件，提高唤醒效率。
132.功率控制器
133.图6示出了功率控制器650的一种可选的详细结构，该图中功率控制器650采用avfs技术，唤醒源管理单元660向功率控制器650发送当前唤醒频率freq，功率控制器650根据当前唤醒频率freq执行调频调压操作。具体地，功率控制器650根据当前唤醒频率freq生成频率控制信号regf和电压控制信号regv，将频率控制信号regf发送给时钟管理单元690，将电压控制信号regv发送给电源管理电路670。
134.进一步地，如图6所示，在一个实施例中，功率控制器650包括用于存储频率点表651的寄存器组、链控制器652、电压计算单元653和变频控制单元654。
135.频率点表651包括多个频率点，该多个频率点通常经过验证，并能够使处理单元620正常工作。频率点表651可根据来自处理单元620或其他部件的频率配置指令生成，频率点表651还可以在产品制造阶段就被刻录在功率控制器650中。链控制器652与多个传感器组件640耦接，用于从多个传感器组件640收集感测数据。感测数据如处理单元620的温度等。这些感测数据反映了处理单元620处理时的一些状态，这些状态会影响到后续其能够承受的电压。例如处理单元620的温度过高时，接下来处理单元620将在一段时间内应当以较低的电压工作。因此，要提供给处理单元620的当前唤醒工作电压vcup不但可能与当前唤醒频率freq相关，还可能与感测数据相关。电压计算单元653分别连接链控制器652以及唤醒
源管理单元660，从而基于预定义的电压计算规则根据感测数据和当前唤醒频率freq(即当前唤醒频率点)确定要提供给处理单元620的当前唤醒工作电压vcup，并根据确定的当前唤醒工作电压vcup生成电压控制信号regv；对于外围管理组件630内设置有电压门控单元680的实施例，电压计算单元653在生成电压控制信号regv的同时还生成电源开关请求qon。变频控制单元654和唤醒源管理单元660连接，电压计算单元653以及变频控制单元654分别和频率点表651连接，从而电压计算单元653和变频控制单元654判断当前唤醒频率freq是否包含在频率点表651内，如果是，说明当前唤醒频率freq合法，电压计算单元653根据计算出来的电压值生成电压控制信号regv，变频控制单元654根据当前唤醒频率freq生成频率控制信号regf；如果不是，则说明当前唤醒频率freq非法，变频控制单元654和电压计算单元653不产生频率控制信号regf和电压控制信号regv。在一些示例中，上述关联信息存储器662存储的关联信息中各唤醒源对应的唤醒频率包括在频率点表651内，这样确保唤醒源管理单元660确定的各个当前唤醒频率freq都能够被功率控制器650确定一个对应的当前唤醒工作电压vcup，即降低了唤醒源管理单元660的无用功耗。
136.进一步地，如图6所示，多个传感器组件640与链控制器652首尾相连，组成环形的、单向的数据传输路径，图上使用箭头表示数据传输路径。多个传感器组件640与链控制器652之间可采用相同或不同的物理连接单元。链控制器652按照数据传输路径向一个或多个传感器组件640发送各种请求并从一个或多个传感器组件640接收反馈信息。例如，链控制器652向一个或多个传感器组件640发送读数据请求和写数据请求，读数据请求是请求从一个或多个传感器组件640读取感测数据，写数据请求是要向一个或多个传感器组件640上写入数据。
137.需要说明的是，每个传感器组件640包括传感器和传感器控制器，其中，传感器采集模拟信号的检测数据；传感器控制器包括模数转换电路，用于将模拟信号转换为数字信号。传感器控制器还用于接收各种请求并进行处理。关于传感器连接方式(无论是图5所示的单处理单元620还是图7所示的多处理单元620)和对检测数据的采集方式可以采用现有技术，这里不进行详述。
138.处理单元唤醒方法
139.图8是本公开实施例提供的处理单元唤醒方法的流程图。参照图8，该方法在一个实施例中包括：
140.步骤s110，响应于来自唤醒源的当前唤醒信号，确定用于唤醒源的当前唤醒频率；
141.步骤s120，根据当前唤醒频率确定处理单元620的当前唤醒工作电压；
142.步骤s130，唤醒处理单元620以当前唤醒工作电压进行工作。
143.本公开实施例的方法通过以上所述的任一种外围管理组件630内执行，外围管理组件630基于唤醒源确定当前唤醒频率以及处理单元620的当前唤醒工作电压，因而，当前唤醒频率以及当前唤醒工作电压针对性地匹配了唤醒源，这样在处理单元620以当前唤醒工作电压工作的情况下，唤醒源的响应需求能够得到满足并且处理单元620还不浪费功耗。
144.在可选的实施例中，步骤s130，唤醒处理单元620以当前唤醒工作电压工作，包括：通过电压门控单元680接通处理单元620的电源开关，从而唤醒处理单元620；然后通过电源管理电路670根据电压控制信号控制处理单元620以当前唤醒工作电压工作。
145.在可选的实施例中，所述处理单元唤醒方法在步骤s110之前还包括：存储针对前
一个唤醒信号确定的前一个唤醒频率和前一个唤醒工作电压，基于此，步骤s120是在当前唤醒频率与前一个唤醒频率不一致的情况下作出的，若当前唤醒频率与前一个唤醒频率一致则功率控制器650直接将前一个唤醒工作电压作为当前唤醒工作电压。
146.在可选的实施例中，所述处理单元唤醒方法在步骤s110之前还包括：在确定了前一个唤醒工作电压时存储针对之前的唤醒信号确定的之前的唤醒频率和之前的唤醒工作电压，以及，根据存储的之前的唤醒频率和之前的唤醒工作电压分别预测唤醒频率和唤醒工作电压，基于此，步骤s120是在当前唤醒频率与预测的唤醒频率不一致的情况下作出的，若当前唤醒频率与预测的唤醒频率一致则功率控制器直接将预测的唤醒工作电压作为当前唤醒工作电压。
147.上述方法实施例的实现细节已经在前面的装置实施例部分详细描述，可以参考前面的装置实施例的部分，故不赘述。
148.本公开实施例的商业价值
149.本公开实施例经试验验证，外围管理组件630的设置使得外围管理组件630连接的处理单元620在确保及时响应唤醒事件的基础上功耗得到有效降低，较好地满足了小型化集成电路工艺的功耗要求，具有良好的市场前景。
150.应该理解，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于装置和系统实施例中描述的方法，所以描述的比较简单，相关之处参见其他实施例的部分说明即可。
151.应该理解，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
152.应该理解，本文用单数形式描述或者在附图中仅显示一个的元件并不代表将该元件的数量限于一个。此外，本文中被描述或示出为分开的模块或元件可被组合为单个模块或元件，且本文中被描述或示出为单个的模块或元件可被拆分为多个模块或元件。
153.还应理解，本文采用的术语和表述方式只是用于描述，本说明书的一个或多个实施例并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。