具有变化采样频率的自适应功率测量结果累加器的制作方法

具有变化采样频率的自适应功率测量结果累加器
1.申请优先权
2.本专利申请要求2019年4月25日提交的美国临时专利申请号62/838,460的优先权，该专利申请的内容据此全文并入本文。
技术领域
3.本公开涉及电功率信号的测量，并且更特别地，涉及具有变化采样频率的自适应功率测量结果累加器。


背景技术：

4.功率表用于在多种应用中测量功率。示例可包括测量进入移动设备、功率转换器、计算机、平板电脑、电话、充电器、适配器或任何其他合适的电子设备的电池或部分或从其放出的功率。可在此类设备的各个部分中测量进入电池的功率或功率使用情况。在电系统中，测量由各种系统轨道所消耗的或提供用于存储在各种系统轨道中的功率可提供重要系统功能的信息。此外，通过查看实时功率消耗，系统可执行动态优化以延长电池寿命。功率表可在一定采样速率或频率下对功率轨的电压和电流进行重复采样，并提供瞬时功率测量结果。一些功率表可包括累加器，累加器被布置用于随时间推移累加瞬时功率测量结果。虽然功率表通常用于不断监测系统功率轨的瞬时功率的系统中，但如果需要平均功率，则需要更大的计算量。为了获得平均功率测量结果，由累加器在指定时间间隔内累加瞬时功率读数，然而为了响应于累加瞬时功率测量结果来计算平均功率，需要进行另外的处理，这对处理容量有限的系统造成限制。为此，传统功率表不太适合于平均功率测量或能量计算。此类传统功率表需要例如中央处理单元(cpu)的处理能力。
5.为了使cpu作出提供给设备或从设备放出的能量的确定，能量的确定由功率表中的累加瞬时功率测量结果表示，cpu可能需要知道用于获得累加功率测量结果的样本的数量。然后，cpu可使用样本的数量、采样频率和来自功率表的累加功率测量结果来确定提供给设备或从设备放出的能量。然而，如以下所公开的实施方案的发明人已发现：当测量结果的采样频率已经变化时，这种cpu必须中断。当功率表的测量结果的采样频率变化但该变化不受cpu控制时，cpu必须从其当前任务中断，然后考虑采样频率变化来计算能量和平均功率。cpu实质上可从功率表取得两个单独的累加测量结果；用第一采样频率得到的第一累加测量结果，以及在第二采样频率下得到的第二累加测量结果。可记录在第一采样频率和第二采样频率下取得的样本的数量。当测量结果的采样频率变化时，cpu还可能需要将累加器和样本计数器清零。然后，cpu必须根据单独的第一累加测量结果和第二累加测量结果来确定在传感器中累加的能量。cpu需要知道采样频率变化以及采样频率发生变化的时间。本公开的实施方案通过防止cpu需要知道采样频率发生变化的时间以及针对以不同方式采样的测量结果作出单独的能量确定来改善缺点。


技术实现要素：

6.本公开的实施方案包括一种装置。该装置采样电路，该采样电路被配置为初始地在第一采样频率下获得待测单元的电测量结果；该装置可包括自适应电路。该装置可包括累加器，该累加器被配置为累加来自采样电路的待测单元的电测量结果。在从第一采样频率到第二采样频率的采样频率变化之后，该采样电路可进一步在第二采样频率下获得第二电测量结果。该自适应电路可被配置为根据因子调节来自采样电路的第二电测量结果。该因子可基于第一采样频率和第二采样频率之间的关系。该调节可产生经调节的第二电测量结果。该累加器可被进一步配置为累加经调节的第二电测量结果。
7.本公开的实施方案包括一种方法。该方法包括：初始地在第一采样频率下获得待测单元的电测量结果；累加该待测单元的电测量结果；确定从第一采样频率到第二采样频率的采样频率变化；在确定采样频率变化之后，在第二采样频率下获得第二电测量结果；根据因子调节第二电测量结果以产生经调节的第二电测量结果，因子基于第一采样频率和第二采样频率之间的关系；以及累加经调节的第二电测量结果。
8.本公开的实施方案包括系统。该系统包括处理器和功率表。该功率表包括采样电路，该采样电路被配置为初始地在第一采样频率下获得待测单元的电测量结果；自适应电路；以及累加器，该累加器被配置为累加来自采样电路的待测单元的电测量结果。在从第一采样频率到第二采样频率的采样频率变化之后，该采样电路被进一步配置为在第二采样频率下获得第二电测量结果。该自适应电路被配置为根据因子调节来自采样电路的第二电测量结果以产生经调节的第二电测量结果。该因子基于第一采样频率和第二采样频率之间的关系。该累加器被进一步配置为累加经调节的第二电测量结果。该累加器被配置为将经调节的第二电测量结果的累加结果提供给处理器。
附图说明
9.图1a和图1b是根据本公开的实施方案的用于在变化采样频率下累加自适应功率测量结果的系统的图示。
10.图2是根据本公开的实施方案的功率表的各部分的更详细图示。
11.图3是根据本公开的实施方案的用于在变化采样频率下累加自适应功率测量结果的方法的图示。
具体实施方式
12.本公开的实施方案包括一种功率表。功率表可包括采样电路，该采样电路被配置为初始地在第一采样频率下获得待测单元的电测量结果。该功率表可包括自适应电路。该自适应电路可由任何合适的机构实现，并且可包括被配置为调节电测量结果或电测量结果的样本计数的一个或多个调节电路。该功率表可包括累加器，该累加器被配置为累加来自采样电路的待测单元的电测量结果。该累加器可由任何合适的机构实现。在从第一采样频率到第二采样频率的采样频率变化之后，该采样电路可进一步在第二采样频率下获得第二电测量结果。该自适应电路可被配置为根据因子调节来自采样电路的第二电测量结果。因子可基于第一采样频率和第二采样频率之间的关系。该调节可产生经调节的第二电测量结果。该累加器可被进一步配置为累加经调节的第二电测量结果。第一频率和第二频率可以
是任何合适的频率。
13.结合上述实施方案中的任一实施方案，可收集任何合适的电测量结果。电测量结果可包括电压测量结果、电流测量结果、功率测量结果或作为从其他测量结果产生信息的过程的一部分或全部的对此类测量结果的操纵结果。例如，可缩放、过滤或在计算步骤中使用电测量结果。又如，此类计算结果可包括功率乘积，其中一个电压测量结果可乘以另一个电压测量结果，其中一旦功率乘积除以电阻值，则功率乘积可进一步用于计算功率。电测量结果可存储在累加器中，该累加器可通过任何合适的机构实现。该电测量结果可以是待测单元的或连接到待测单元的部件的电测量结果。
14.结合上述实施方案中的任一实施方案，可收集样本计数。样本计数可累加已经用于取得电测量结果的样本的数量。样本计数可存储在任何合适的机构中。
15.结合上述实施方案中的任一实施方案，处理器可被配置为访问功率表。该处理器可由任何合适的处理器、微控制器、中央处理单元、专用集成电路或现场可编程门阵列实现。该处理器可被配置为访问功率表以开始取得测量结果、停止取得测量结果，或访问由功率表收集的数据。
16.结合上述实施方案中的任一实施方案，累加器可被进一步配置为将在第二采样频率下获得的经调节的第二电测量结果与在第一采样频率下获得的第一电测量结果累加，而不重置累加器的值。第一电测量结果和第二电测量结果可累加成单个值。可将单个值报告给处理器。
17.结合上述实施方案中的任一实施方案，功率表还可包括样本计数器。该样本计数器可以任何合适的方式实现。该样本计数器可被配置为初始地累加由采样电路在第一采样频率下获得的的电测量结果的计数。在从第一采样频率到第二采样频率的变化之后，该样本计数器可被配置为进一步累加由采样电路在第二采样频率下获得的电测量结果的计数。可按因子调节由采样电路在第二采样频率下获得的功率测量结果的计数。对功率测量结果的计数的调节可由任何合适的机构进行。对功率测量结果的计数的调节可由与被配置为调节电测量结果的调节电路相同或不同的调节电路进行。
18.结合上述实施方案中的任一实施方案，自适应电路可被进一步配置为接收将在第二采样频率而不是第一采样频率下获得电测量结果的指示。指示可以是任何合适的形式的。该指示可以是从任何合适的源路由的信号。该指示可指示要使用的特定第二频率，或者可以是用以指定切换到不同的第二频率的二进制信号。该指示也可被发送到处理器。然而，处理器可能不需要这种指示来调节累加器的值或样本计数。
19.结合上述实施方案中的任一实施方案，自适应电路可被进一步配置为接收将在第二采样频率而不是第一采样频率下获得电测量结果的指示，而不通知处理器上被配置为使用累加器的值的软件。
20.结合上述实施方案中的任一实施方案，累加器可被进一步配置为提供累加的电测量结果的单个值，累加的电测量结果包括用第一采样频率和第二采样频率两者获得的电测量结果。可将单个值提供给处理器。
21.结合上述实施方案中的任一实施方案，自适应电路可包括移位电路以实现调节电路。因子(“s”)可以是以2为底的指数，其中2
s
等于第一采样频率与第二采样频率的比率。移位电路可被配置为将电测量结果的累加值移位s位。移位电路可以是左移电路。针对所取得
的每个电测量结果，样本计数可递增s。
22.图1a和图1b是根据本公开的实施方案的用于在变化采样频率下进行自适应功率测量结果累加的系统100的图示。系统100可包括任何合适数量和组合的元件。例如，系统100可包括功率表102、感测电阻器106、cpu 110、待测单元108和其他实体112。系统100可在例如移动设备、平板电脑、计算机、服务器、膝上型电脑、测试装备、电池、电源、消费器具、汽车电子器件或任何其他合适的电子设备内实现。在图1a中，系统100可对传入待测单元108的电流执行高端感测。在图1b中，系统100可对传出待测单元108的电流执行低端感测。
23.功率表102可被实现为半导体器件、现场可编程门阵列、专用集成电路、模块或其他电路，包括通过模拟电路、数字电路、组合逻辑部件、由指令或硬件描述语言、用于由处理器执行的指令所表示的电路或它们的任何组合实现。在一个实施方案中，功率表102可包括自适应电路118。自适应电路118可被配置为基于变化采样频率自适应地修改电测量结果的信息。电测量结果可包括任何合适的测量结果，诸如电压测量结果、功率测量结果或作为从其他测量结果产生信息的过程的一部分或全部对此类测量结果的操纵结果。例如，可缩放、过滤或在计算步骤中使用电测量结果。又如，此类计算结果可包括功率乘积，其中一个电压测量结果可乘以另一个电压测量结果，其中一旦功率乘积除以电阻值，则功率乘积可进一步用于计算功率。自适应电路118可由模拟电路、数字电路、组合逻辑部件、由指令或硬件描述语言、用于由处理器执行的指令所表示的电路或它们的任何组合实现。下文在图2的上下文中更详细地示出了自适应电路118的示例性具体实施。自适应电路118可包括累加器104。累加器104可包括寄存器、数据存储位置或用于存储值的任何其他合适的机构。累加器104可被配置为存储任何合适的电测量结果或其操纵结果的累加和，操纵结果诸如来自待测单元108的测量结果的功率乘积。累加器104中的值可称为pacc。在另一个实施方案中，自适应电路118可包括样本计数器116。样本计数器116可包括计数器、寄存器、数据存储位置或用于存储值的任何其他合适的机构。样本计数器116可被配置为存储累加器104已经针对其存储待测单元108的功率的测量结果的样本的数量的量化结果。样本计数器116中的值可称为s
count
。在另一个实施方案中，功率表102可包括对最大采样频率(f
max
)114的指示，功率表102可在最大采样频率下对待测单元108的功率的测量结果进行采样。f
max 114可以任何合适的方式存储，例如寄存器或硬编码值。在另一个实施方案中，访问功率表102的元件诸如cpu 110可先验地知道f
max 114。该元件可知道f
max 114的值，而不必基于例如功率表102的型号、品牌或其他标识符访问功率表102内的值。
24.cpu 110可由任何合适的处理器、微控制器或其他合适的机构实现。在一个实施方案中，如图1所示，cpu 110可在系统100内实现。然而，在其他实施方案中，cpu 110可在系统100外部实现并且通信地耦接到功率表102。cpu 110可被配置为加载并执行或解释作为脚本、可执行程序、应用程序、库、函数调用或其他合适的软件的一部分的指令。
25.感测电阻器106可由任何合适的已知电阻值的电阻器实现。感测电阻器106的电阻可给定为r
sense
，并且优选地是cpu 110和功率表102先验已知的或提供给cpu和功率表的。
26.待测单元108可包括系统100的任何合适的部分，包括电子设备诸如移动设备、平板电脑、计算机、服务器、膝上型电脑、测试装备、电池、电源、消费器具或汽车电子器件或它们的部分。
27.其他实体112可包括用户、存储器、子系统、处理器或系统100的其他部分。在一个
实施方案中，其他实体112可在系统100内实现，如图1所示。然而，在其他实施方案中，其他实体112可在系统100外部实现，但通信地耦接到cpu 110。
28.cpu 110可被配置为执行用于根据来自功率表102或由功率表102报告的数据来确定待测单元108所使用的、提供给待测单元的或由待测单元放出的能量的软件、固件或其他指令。cpu 110可代表例如其他实体112执行此类软件。cpu 110可被配置为确定待测单元108所使用的、提供给待测单元的或从待测单元放出的能量，并且应请求向其他实体112提供确定结果，向其他实体112发出关于确定结果的警报或信息，或者采取任何其他合适的纠正措施。例如，cpu 110可至少部分地基于由功率表102提供的数据来确定待测单元108中的智能电话电池的能量水平，并且将这种能量水平作为百分比显示在其他实体112中的智能电话的显示器上。cpu110可被配置为从功率表102采集累加测量结果、执行计算、将测量结果或计算结果累加到较大数据池中、执行数据记录、或显示数据。测量结果和计算结果可由cpu 110保存到适当的存储器或寄存器中。
29.功率表102可被配置为测量提供给待测单元108或从待测单元放出的功率。功率表102可被配置为通过取得一系列电压样本来这样做。对于某一瞬间的给定样本，功率表102可被配置为获得待测单元108的两个电压测量结果。这两个电压测量结果可称为vbus和vsense。这些可被采样并转换成数字值。vbus可以是提供给感测电阻器106和待测单元108的串联组合的电压。在其他实施方案(未示出)中，vbus可以是跨待测单元108提供的电压。vsense可以是跨电阻器106的电压。通过待测单元108的电流可与通过电阻器106的电流相同。因此，通过待测单元108的电流可给定为vsense/r
sense
。因此，流过待测单元108和电阻器106的组合的功率的确定结果可以是vbus*vsense/r
sense
。然而，除法运算在功率表102中的效率比在cpu 110中低。因此，在功率表102中，可将vbus和vsense相乘在一起以产生功率乘积，该功率乘积稍后将在cpu 110中由软件除以r
sense
。可将vsense*vbus的瞬时功率乘积各自加到累加器104。
30.vbus和vsense可以任何合适的方式测量。例如，可将具有电压vsource的电压源120施加到待测单元108。在图1a中，电压源120可通过电阻器106施加到待测单元108的第一端部。待测单元108可在第二端部处接地。在图1a中，vsense可通过vsense 引脚和电阻器106的第一端部之间的连接以及vsense
‑
引脚和电阻器106的第二端部之间的连接来测量。在图1a中，vbus可通过vbus 引脚和电阻器106的第一端部之间的连接以及vbus
‑
引脚和地之间的连接来测量。在图1b中，电压源120可直接施加到待测单元108的第一端部。在第二端部处，待测单元108可连接到电阻器106，电阻器106又可接地。在图1b中，vsense可通过vsense 引脚和电阻器106的第一端部之间的连接以及vsense
‑
引脚和电阻器106的第二端部或地之间的连接来测量。在图1b中，vbus可通过vbus 引脚和待测单元108的第一端部之间的连接以及vbus
‑
引脚和地之间的连接来测量。在图1a和图1b中，vbus可表示跨电阻器106和待测单元108的整个串联组合的电压。因此，vbus可表示由电压源120施加的电压及vsource的实际值。在图1a和图1b中，vsense可表示跨单独电阻器106的电压。在图1a中，功率表102可被配置为测量提供给感测电阻器106和待测单元108的串联组合的功率。在图1b中，功率表102可被配置为测量由感测电阻器106和待测单元108的串联组合放出的功率。在诸如图1a的具体实施中，可通过使用用于vsense 和vbus 两者的单个引脚来减少功率表102用以测量vbus和vsense的引脚的数量。此外，可通过将功率表102中内部的vbus
‑
连接接
地来减少功率表102用以测量vbus和vsense的引脚的数量。类似地，在诸如图1b的具体实施中，可通过将功率表102中内部的vbus
‑
连接接地来减少功率表102用以测量vbus和vsense的引脚的数量。感测电阻器106所消耗的功率相对于待测单元108所接收或消耗的功率通常可忽略不计，因此可忽略。另选地，vbus的测量可跨待测单元108直接进行，从而仅测量待测单元108所接收或消耗的功率。
31.功率表102可被配置为使用介于最小采样频率和最大采样频率f
max 114之间的采样频率。功率表102可包括内部时钟以执行此类采样，或者被配置为接收外部时钟以执行此类采样。这种时钟可用于对采样进行计时。最大采样频率f
max 114可以是这种时钟的频率。功率表102可被配置为默认在最大采样频率f
max 114下进行采样。
32.在一个实施方案中，在测量来自待测单元108的功率期间，功率表102所使用的采样频率可发生变化。这可在图1中由信号f'表示。信号f'可通过指示变化的频率的任何合适的信号来实现。例如，信号f'可指定供功率表102使用的特定频率，或者信号f'可以是指定功率表102将切换到不同的第二频率的二进制信号。信号f'可从任何合适的源(诸如从功率表102本身、其他实体112、系统100的另一个模块、子系统或部分)生成，从传感器自动地生成，并且可基于任何合适的条件或时间生成。例如，采样操作本身可能需要能量或产生热量。如果温度传感器确定系统100已达到阈值温度，则温度传感器可发出信号f'以指示功率表102来在较低频率下进行采样。又如，信号f'可由待测单元108基于其中提供给待测单元108或从待测单元放出的功率并不频繁发生变化的条件而生成。因此，功率表102的较慢采样可足以代表其他实体112准确地跟踪待测单元108的能量。又如，累加器104可具有固定大小，并且可在给定f
max 114的采样频率和要在其内取得样本的时间的情况下溢出。在这种情况下，为了保持要在其内取得样本的时间的测试要求，可断言信号f'以便降低采样频率并评估待测单元108，而不使累加器104溢出。
33.信号f'可在功率表102处发生变化且通知cpu 110，因为cpu 110也接收信号f'。信号f'可发生变化而不通知cpu 110，因为cpu 110不知道或不使用接收信号f'的具体时间。在一些实施方案中，信号f'可路由到cpu110或甚至从cpu 110发出，但是cpu 110不记录、知道或使用或者不需要cpu 110记录、知道或使用信号f'如此路由到cpu 110或从cpu 110发出的时间以供cpu 110根据功率表102、累加器104和样本计数器116提供的值进行其测量计算。在一个实施方案中，自适应电路118可被配置为在接收到信号f'时自适应地调节在累加器104和样本计数器116中收集的值。自适应地调节的值可允许cpu 110不需要在接收到信号f'时知道由信号f'指示的采样频率变化。自适应地调节的值可允许cpu 110在采样频率发生变化时维持其计算能量的处理步骤。通过自适应电路118，本公开的实施方案可从功率表102向cpu 110提供一致的能量信息，即使采样频率针对功率表102处的硬件发生变化而不通知cpu 110时也是如此。这可简化用于在使用发生变化而不通知cpu 110的多个采样频率的同时计算能量的软件要求。此外，这可消除用信号f'或相关信号中断或唤醒cpu 110的任何需要。另外，这可消除cpu 110在功率表102进行测量期间在采样频率发生变化时随后指示功率表102保存来自累加器104和样本计数器116的数据、然后重置累加器104和样本计数器116的需要。cpu 110可具有针对功率表102的减少的系统开销和管理任务。cpu 110和功率表102可都不需要在接收到信号f'时保存来自累加器104的数据并重置累加器104。
34.功率表102的采样频率可调节到任何合适的值。例如，在接收到信号f'时，采样频
率可从1024个样本/秒(sps)减小至8sps。
35.其他实体112可请求或使用关于待测单元108所使用的能量的信息。响应于对这种信息的请求或使用，cpu 110可向功率表102发出查询、命令、中断或其他信号。查询可以是开始记录来自待测单元108的信息。查询可以是针对一定数量的样本、一定量的时间并且在默认或其他指定的采样频率下测量电压。默认采样频率可以是f
max 114。响应于由功率表102从cpu 110接收的这种发出的查询、命令、中断或其他信号，功率表102可重置累加器104、样本计数器116，并开始记录样本。功率表102可继续针对指定的样本数量或时间在连续循环中记录样本。在完成采样时，功率表102可以任何合适的方式向cpu 110提供通知，诸如中断或其他信号。cpu110可直接地或通过使用命令或查询从功率表102读取数据，诸如pacc或s
count
。cpu 110可重置累加器104和样本计数器116。
36.在一个实施方案中，可响应于查询而将f
max 114提供给cpu 110，或者cpu 100可先验地知道f
max 114。在另一个实施方案中，可响应于查询而将s
count
提供给cpu 110。如下文进一步所解释，cpu 110可被配置为从这种s
count
确定f
max 114。在另一个实施方案中，可响应于查询而将pacc提供给cpu 110。
37.在一个实施方案中，pacc可用于计算待测单元108的能量。在另一个实施方案中，pacc可用于计算待测单元108的平均功率。在另一个实施方案中，s
count
可用于计算f
max 114，f
max 114又可用于计算待测单元108的能量。在另一个实施方案中，s
count
可用于计算待测单元108的平均功率。自适应电路118可在发生而不通知cpu 110的采样频率变化内保持pacc和s
count
，这些采样频率变化已适于允许cpu 110在不参考采样频率变化的情况下计算适当的值。
38.从待测单元108和电阻器106的电压的测量结果产生的累加功率乘积pacc可通过将累加功率乘积pacc乘以采样时间(1/f
s
)而在软件中转换成能量确定，其中f
s
是功率表102所使用的采样频率：
[0039][0040]
这可简化为：
[0041][0042]
cpu 110可被配置为使用此能量方程来确定在给定时间段内提供给待测单元108或由待测单元放出的能量。
[0043]
如以上所论述，在待测单元108的测量期间，采样频率可发生变化。在一个实施方案中，自适应电路118可被配置为跨所使用的不同采样频率自适应地生成pacc。因此，由功率表102的自适应电路118提供的pacc的值可允许cpu 110使用以上用于能量的方程，无论是在采样期间的任何时间期间接收到信号f
′
还是未接收到信号f
′
。通过这样做，自适应电路118可防止cpu 110上的软件首先计算并记录直到采样频率变化时的累加能量、然后重置累加器、然后记录在测量结束时在不同采样频率下的累加能量的需要。例如，如果在某一时刻t
slow
接收到信号f
′
，从而将采样频率从f
max 114变化到f
slow
，则总能量方程可给定为：
[0044]
e＝e
fmax
e
fslow
[0045][0046][0047]
其中在于时间t
slow
接收到信号f'之前取得的样本的数量由s
tslow
给出，pacc
smax
是包含从开始到接收到信号f'时的时间t
slow
的功率乘积之和的累加器104的值，并且pacc
slow
是包含从接收到f'时的时间t
slow
直到采样结束的功率乘积之和的累加器104的值，e
fmax
是从测量时间开始直到接收到信号f'所测量的能量，并且e
fslow
是从接收到信号f'直到测量周期结束所测量的能量。
[0048]
因此，在没有自适应电路118的情况下，在时刻t
slow
，cpu 110的软件将需要使用直到那个时间点在累加器104中累加的样本(由pacc
smax
给出)来计算e
fmax
，保存这种能量计算结果，重置累加器104和样本计数器116，用1/f
slow
替换1/f
max
以用于下一能量计算，并且使用从时间t
slow
直到测量周期结束在累加器104中累加的样本(由pacc
slow
给出)来计e
fslow
。本公开的实施方案可防止计算涉及不同采样频率的时间段的单独能量计算结果以及在取得此类时间段的测量结果之间重置累加器104的这种要求。
[0049]
cpu 110可被配置为从自适应电路118提供的s
count
确定f
max 114。给定在t1开始并在t2结束的测量间隔，
[0050][0051]
在一些实施方案中，cpu 110可被配置为从s
count
计算f
max 114，而不是简单地假设f
max 114或从功率表102获得f
max 114。cpu 110可被配置为在例如cpu 110具有比功率表102更可靠的时钟并且因此t2
–
t1的准确性可允许更准确地确定功率表102所利用的实际f
max
时计算f
max 114。此外，cpu 110可被配置为在cpu 110具有比功率表102更可靠的时间戳时计算f
max 114。另外，cpu 110可被配置为在功率表102的采样时钟所具有的频率已经由于温度而偏移或以其他方式偏离规范时计算f
max 114。可使用cpu110上用于在t1和t2处开始和停止测量的命令的时间戳。当cpu 110被实现为嵌入式系统或用固件实现时，cpu 110可具有可靠的时钟或时间戳。当cpu 110正在执行由于多种非关键任务而可能被中断的具有复杂栈的通用操作系统时，cpu 110可能不具有比功率表102更可靠的时钟或时间戳。在一个实施方案中，自适应电路118可被配置为跨所使用的不同采样频率自适应地生成s
count
。因此，由自适应电路118和功率表102提供的s
count
的值可允许cpu 110使用以上用于f
max
计算的方程，无论是在采样期间的任何时间接收到信号f'还是未接收到信号f'。为了计算f
max
，cpu 110可使用来自自适应电路118的s
count
，其中t1被定义为采样的开始，并且t2被定义为采样的结束。
[0052]
在没有针对第一采样频率的由自适应电路118提供的这种自适应地生成的s
count
值的情况下，cpu 110原本将必须指示功率表102开始测量，指示功率表102在第一采样频率变化时停止测量，并且在诸如第一时间段内使用返回的s
count
值。然后cpu 110将必须重置s
count
，再次指示功率表102开始测量，指示功率表102停止测量，并且在第二时间段内使用新的s
count
值。
[0053]
cpu 110可被配置为根据pacc和s
count
的返回值确定待测单元108的平均功率。例如：
[0054][0055]
其中将累加功率乘积pacc除以计数器值并除以r
sense
的值。
[0056]
如以上所论述，在待测单元108的测量期间，采样频率可发生变化。在一个实施方案中，功率表102可被配置为跨所使用的不同采样频率自适应地生成s
count
和pacc。因此，功率表102可提供s
count
和pacc，使得cpu 110可使用以上用于平均功率的方程。在没有针对第一采样频率的这种自适应地生成的s
count
和pacc值的情况下，cpu 110原本将必须指示功率表102开始测量，指示功率表102在第一采样频率变化时停止测量，并且在诸如第一时间段内使用返回的s
count
和pacc值。这进一步要求功率表102及时地从cpu 110接收中断或查询，并响应于此而迅速行动，以便在累加另外的测量结果之前，响应于来自cpu 110的查询而检索s
count
和pacc的值。然后cpu 110将必须重置s
count
和pacc，再次指示功率表102开始测量pacc，指示功率表102停止测量，并且在第二时间段内使用新的s
count
和pacc值。然后，将对这两个平均功率计算结果本身取平均。
[0057]
图2是根据本公开的实施方案的用于自适应地生成pacc和s
count
的功率表102的各部分的更详细图示。特别地，图2可示出自适应电路118的示例性具体实施。
[0058]
可取得vbus和vsense的样本。vbus和vsense可由一个或多个采样电路进行采样。vbus采样电路204可被配置为对vbus进行采样。vsense采样电路206可被配置为对vsense进行采样。vbus采样电路204和vsense采样电路206可由模拟电路和数字电路的任何合适的组合、诸如采样保持电路来实现。尽管被示出为单独电路，但vbus采样电路204和vsense采样电路206可被实现为单个电路。乘法器208可将vbus和vsense的样本相乘。这可针对所考虑的样本产生功率乘积，该功率乘积存储在寄存器(功率乘积210)中。
[0059]
在一个实施方案中，自适应电路118可基于任何变化的采样频率来调节功率乘积210的内容，而不是简单地将功率乘积210的内容添加到累加器104的现有值。因此，功率表102可跨不同采样频率自适应地生成累加器104的值。
[0060]
在一个实施方案中，自适应电路118可包括功率乘积调节电路212，以通过调节功率乘积210的内容自适应地生成用于加到累加器104的值。功率乘积调节电路212可由模拟电路、数字电路或用于由处理器执行的指令的任何合适的组合来实现。功率乘积调节电路212可被配置为对功率乘积210的内容施加不同采样频率的此率。
[0061]
不同采样频率的此率可以任何合适的方式确定。在一个实施方案中，自适应电路118可包括因子电路202。因子电路202可以任何合适的方式实现，诸如通过查找表、寄存器，或通过模拟电路、数字电路或用于由处理器执行的指令的任何合适的组合。因子电路202可被配置为在给定信号f
′
的接收的情况下确定采样频率已在信号f
′
的接收和初始频率诸如
f
max
之间增大或减小所按照的因子。
[0062]
在一个实施方案中，采样频率可以是2的因子，诸如1、2、4、8、16
……
。在这种实施方案中，任何两个采样频率之间的此率可给定为：
[0063]
f
ratio
＝2
s
[0064]
其中s是表示根据以上方程的采样频率的比率的量化结果的指数。此外，在这种实施方案中，s可表示功率乘积调节电路212要移位的功率乘积210的位数。因此，在这种实施方案中，功率乘积调节电路212可由移位电路实现。对于s的正值，其中f
slow
，即响应于接收到信号f'而要使用的采样频率，小于f
max
，功率乘积调节电路212可被实现为左移电路。功率乘积210的位可向左移位等于s的次数。因此，功率乘积调节电路212可充当功率乘积210的乘法器2
s
次。
[0065]
在其他实施方案中，可通过2
s
之外的表达来使采样频率相关。在此类实施方案中，因子电路202可被配置为提供采样频率的比率，并且功率乘积调节电路212可被配置为调节功率乘积210，使得根据该比率来调节结果。例如，如果比率可为10的幂。在这种情况下，功率乘积调节电路212可利用足以根据比率缩放功率乘积210的乘法运算来实现。
[0066]
如果尚未接收到信号f'，则功率乘积调节电路212可不对功率乘积210采取任何动作。
[0067]
在任选地由功率乘积调节电路212调节功率乘积210之后，可由加法器216将结果加到累加器104的现有值。结果可存储回累加器104中。类似于跨不同采样频率自适应地生成累加器104的值，在一个实施方案中，功率表102可基于任何变化的采样频率来调节采样增量224，而不是简单地在每个电压样本期间将单个值添加到样本计数器116。因此，自适应电路118可跨不同采样频率自适应地生成样本计数器116的值。
[0068]
样本增量224可默认为一。在一个实施方案中，自适应电路118可包括样本计数调节电路218，该样本计数调节电路被配置为按样本增量224自适应地生成样本计数器116的递增值。样本计数调节电路218可由模拟电路、数字电路或用于由处理器执行的指令的任何合适的组合来实现。样本计数调节电路218可被配置为按由因子电路202生成的因子(诸如s)调节样本增量224。样本计数调节电路218可被实现为移位电路，其中s表示样本增量224将由样本计数调节电路218移位的位数。样本计数调节电路218可被实现为左移电路，其中f
slow
以因子2小于原始频率。如果尚未接收到信号f'，则样本计数调节电路218可不对样本增量224采取任何动作，并且提供未调节的样本增量224。
[0069]
在任选地由样本计数调节电路218调节样本增量224之后，可由加法器220将结果加到样本计数器116的现有值。结果可存储回样本计数器116中。
[0070]
因此，自适应电路118可被配置为自适应地生成累加器104中的pacc值，即使是在多个采样频率下生成的，pacc值也可使用。如果初始频率为f
max
并且由信号f'触发的第二频率给定为比f
max
慢的f
slow
，则：
[0071][0072]
和
[0073]
f
max
＝fratio*f
slow
[0074]
和
[0075][0076]
取以上用于能量的方程并取代f
slow
：
[0077][0078][0079][0080][0081][0082]
返回图1，因此，cpu 110可简单地使用pacc，即累加器104在采样已经完成时的值，来计算待测单元108的能量，即使在已使用不同采样频率生成pacc时也是如此。如果初始采样频率低于f
max
，则这种采样频率可被代入到以上方程中，只要因子电路202考虑到这种采样频率与f
slow
之间的差即可。cpu 110可不需要：检测时刻t
slow
、对信号f'的接收作出反应、计算并保存e
fmax
、以及重置累加器104和样本计数器116。无论采样频率是否恒定或者采样频率是否在cpu 110读取数据之前变化，以上相同的能量计算方程都适用。事实上，采样频率可多次发生变化。值可存储在累加器104中，就好像针对所有样本使用f
max
(或另一个设定频率)一样。可能不要求仅使用本文所论述的特定采样频率，因为该技术可用于可计算其比率的任何合适的频率。
[0083]
可简化对功率累加计算的控制。通过更新累加器104和样本计数器116的自适应具体实施，采样频率变化在功率表102中得到自动处理，并且cpu 110可不需要在每次采样频率变化时读取累加器104和样本计数器116。这可导致在具有更少总线流量和命令诸如中断、唤醒或使数据同步的刷新命令的情况下减少系统开销。此外，这可导致使cpu 110的计算简化。要在cpu 110上执行的较简单软件可产生较少的cpu时间消耗、较少的功率消耗、嵌入式应用程序中的程序存储器所需的较少存储、以及cpu110与功率计量芯片诸如功率表102之间所需的较少交互。另外，这可导致较少的功率消耗，因为cpu 110可在功率表102测量期间睡眠或关闭。此外，这可导致需要cpu 110上的较少连接来接收信号f'。累加器104和样本计数器116的累加数据跨采样频率变化可以是一致的，从而不需要保存累加器104和样本计数器116的数据，并且不需要在具有新采样频率的转换周期之前重置这些数据，因为累加器104和样本计数器116的数据可与采样频率无关。
[0084]
图3是根据本公开的实施方案的用于在变化采样频率下进行自适应功率测量结果累加的示例性方法300的图示。方法300可由任何合适的实体诸如图1至图2的元件执行。方法300可包括比图3所示更多或更少的步骤。在各种实施方案中，方法300的步骤可任选地重复、省略、以不同顺序执行或递归地执行。方法300可根据需要重复多次，并且可基于任何合适的标准、诸如命令、基于设置或其他合适的标准开始或终止。
[0085]
在步骤305处，可确定或识别对待测单元的功率测量结果的需要。该需要可作为特定查询的一部分来进行，或者可为持续的或重复的需要。该需要可由在cpu上运行的软件或固件来确定。
[0086]
在步骤310处，cpu可发出取得待测单元的功率测量结果的请求。该请求可对功率表提出。
[0087]
在步骤315处，功率表可取得待测单元的合适电压或电流的测量结果。例如，功率表可取得跨连接到待测单元的感测电阻器的电压测量结果以及跨待测单元的电压测量结果。可将电压测量结果相乘以产生功率乘积。可初始地针对给定样本获得每组电压测量结果和所得的功率乘积。采样频率可在方法300期间的任何合适的时间发生变化而不通知cpu。
[0088]
在步骤320处，功率表可确定调节因子。如果采样频率已经发生变化，则可作为最大采样频率和当前采样频率之间的比率来计算调节因子。采样频率可在接收到信号f'时调节。在步骤325处，功率表可将调节因子应用于功率乘积和样本计数器增量。如果采样频率与原始采样频率相同，则调节因子对功率乘积可没有影响。在步骤330处，可以如按步骤325的调节因子调节的功率乘积来使累加器递增。在步骤335处，可使样本计数器递增，如按调节因子调节的。如果采样频率与原始采样频率相同，则可使样本计数器递增一。
[0089]
在步骤340处，可确定是否已取得所有测量结果。如果是，则方法300可前进至步骤345。否则，方法300可例如在步骤315处重复。
[0090]
在步骤345处，可将来自累加器和样本计数器的数据报告给例如cpu。在步骤350处，cpu可用来自累加器和样本计数器的数据执行计算，诸如待测单元的能量或平均功率。
[0091]
已根据一个或多个实施方案描述了本公开，并且应当理解，除了明确陈述的那些之外，许多等同物、替代物、变型和修改是可能的并且在本公开的范围内。虽然本公开易受各种修改形式和替代形式的影响，但是其具体示例性实施方案已经在附图中示出并且在本
文中详细描述。然而，应当理解，本文对具体示例性实施方案的描述并非旨在将本公开限于本文所公开的特定形式。