【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片领域，具体涉及一种多电源域mcu的低功耗管理系统。
技术介绍
1、mcu全称是microcontroller unit，是一种微控制单元，也是一种芯片，在mcu的持续发展过程中，它的性能以及功耗一直是重要指标，特别是随着物联网的持续发展，mcu对于功耗控制的需求进一步持续提升。低功耗不仅仅能提升系统在电池供电环境的使用寿命，同时能够降低mcu芯片的工作温度从而延长使用寿命。
2、目前，mcu主要的低功耗处理系统是划分多个电源域，尽可能在cpu不工作时关断mcu内部更多的时钟和电源，通常通过电源管理单元（pmu）配合时钟复位电源开关等完成对于mcu低功耗的控制，同时需要mcu具备响应的功能。
3、然而，通过pmu完成对mcu低功耗的控制，需要将pmu作为一个整体放在常开域下，增大了常开域的功耗；并且，在使用pmu时需要连接多个复杂的特殊单元，因为pmu与可掉电域之间存在很多的交互信号，这部分信号在通信时需要做隔离以及变压的处理，这无疑增大了电路的复杂度，使得实际电路设计的难度大大增加。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：如何降低多电源域mcu的功耗，并减少特殊单元的使用、降低电路的复杂度。
2、针对上述技术问题，提出一种多电源域mcu的低功耗管理系统；通过以下技术方案实现的：
3、一种多电源域mcu的低功耗管理系统，多电源域mcu中包括vdd域、vdda域和vcore域，vdd域包括pmu0、隔离变压电
4、其中，pmu0和pmu1之间通过隔离变压电路进行连接，线性稳压管为cpu模块供电，时钟管理单元0用于为pmu0提供时钟信号，唤醒电路用于向pmu0发出唤醒信号，复位管理单元0用于控制pmu0进行复位；模拟外设模块用于将外部输入的模拟信号转换为第一数字信号，并将第一数字信号发送到vcore域；数字外设模块用于输入第二数字信号，cpu模块用于产生睡眠模式信号，pmu1基于第一数字信号、第二数字信号和睡眠模式信号设置多个低功耗模式，cpu模块通过系统配置模块选择任意的低功耗模式进行切换，复位管理单元1用于在cpu模块切换低功耗模式时进行复位管理，时钟管理单元1用于为pmu1提供时钟信号。
5、通过pmu1为多电源域mcu设计了多个低功耗模式，让多电源域mcu选择最合适的低功耗模式，从而有效减少功耗；并且利用简单的隔离变压电路连接两个pmu，省却了使用pmu时需要连接的多个特殊单元，降低电路的复杂度，有效降低了实际电路设计难度。
6、优选地，低功耗模式包括睡眠模式、停止模式、待机模式和关断模式。设置多个低功耗模式，从而让多电源域mcu进行合理选择，能够有效降低功耗。
7、优选地，cpu模块设置有内核主时钟；在cpu模块进入睡眠模式时，内核主时钟停止运转，cpu模块停止当前操作；在数字外设模块向cpu模块发送任意中断信号时，cpu模块从睡眠模式中被唤醒。利用内核主时钟和中断信号来控制睡眠模式，运行速度快，简单有效。
8、优选地，时钟管理单元1中至少包括唤醒时钟、复位时钟和关断时钟；停止模式是在睡眠模式的基础上结合第一数字信号和第二数字信号，将vcore域中除唤醒时钟外的其他时钟停止运转；在数字外设模块向cpu模块发送任意中断信号时，cpu模块从停止模式中被唤醒。停止模式基于睡眠模式，能够让多电源mcu进入更低功耗状态。
9、优选地，待机模式是在睡眠模式的基础上结合pmu1，将vcore域断电；在pmu1接收到唤醒电路的唤醒信号后，cpu模块从待机模式中被唤醒。在睡眠模式的基础上设置待机模式，断开部分电源域的供电，减少供电消耗，从而降低功耗。
10、优选地，关断模式是在待机模式的基础上关闭线性稳压管；在pmu1接收到唤醒电路的唤醒信号后，cpu模块从关断模式中被唤醒。在睡眠模式的基础上设置关断模式，能够断开线性稳压管负责的供电，降低消耗。
11、优选地，隔离变压电路包括隔离单元和电平移位单元；在pmu1向pmu0发送低功耗模式相关的控制信号时，利用隔离单元产生隔离信号，利用隔离信号将控制信号进行隔离，同时利用电平移位单元将被隔离的控制信号控制在低电平状态。将控制信号保持在低电平状态，避免影响后续进入低功耗模式的过程。
12、优选地，时钟管理单元0和时钟管理单元1中均包括多个时钟源、选择器和门控电路；选择器用于对多个时钟源进行选择，门控电路用于对每个时钟源进行独立门控。利用选择器和门控电路，能够有效的对时钟源进行选择和控制，保证芯片的顺利运行。
13、优选地，vdd域还包括看门狗电路，在看门狗电路监测到pmu0出错时，看门狗电路强制多电源mcu进行重启。利用看门狗电路能够有效的监测pmu0，保证在运行出错时能够及时发现并重启。
14、优选地，多电源域mcu连接有nrst复位单元，唤醒电路连接nrst复位单元，在唤醒电路获得nrst复位单元的复位信号时，唤醒电路向pmu0发送唤醒信号。
15、本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：
16、本专利技术的技术方案设计了多个低功耗模式，使得多电源域mcu能够针对实际情况选择相应的低功耗模式，有效的降低了功耗；并且，在两个电源域中利用两个pmu作为控制低功耗模式的主要组件，也有效降低了成本；此外，还利用简单的隔离变压电路实现pmu0和pmu1的跨电源域传输，在保持低功耗模式能够稳定运行的基础上简化电路，省去了多余的特殊单元的使用，有效降低成本和电路复杂度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多电源域MCU的低功耗管理系统，多电源域MCU中包括VDD域、VDDA域和VCORE域，其特征在于，所述VDD域包括PMU0、隔离变压电路、唤醒电路、时钟管理单元0、线性稳压管和复位管理单元0，所述VDDA域包括模拟外设模块，所述VCORE域包括CPU模块、复位管理单元1、PMU1、时钟管理单元1、系统配置模块和数字外设模块；
2.根据权利要求1所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，低功耗模式包括睡眠模式、停止模式、待机模式和关断模式。
3.根据权利要求2所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，CPU模块设置有内核主时钟；在CPU模块进入睡眠模式时，所述内核主时钟停止运转，CPU模块停止当前操作；在数字外设模块向CPU模块发送任意中断信号时，CPU模块从睡眠模式中被唤醒。
4.根据权利要求2所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，时钟管理单元1中至少包括唤醒时钟、复位时钟和关断时钟；所述停止模式是在睡眠模式的基础上结合第一数字信号和第二数字信号，将VCORE域中除唤醒时钟外的其他时钟停止运转；
5.根据权利要求2所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，所述待机模式是在睡眠模式的基础上结合PMU1，将VCORE域断电；在PMU1接收到唤醒电路的唤醒信号后，CPU模块从待机模式中被唤醒。
6.根据权利要求2所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，所述关断模式是在待机模式的基础上关闭线性稳压管；在PMU1接收到唤醒电路的唤醒信号后，CPU模块从关断模式中被唤醒。
7.根据权利要求1所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，隔离变压电路包括隔离单元和电平移位单元；在PMU1向PMU0发送低功耗模式相关的控制信号时，利用所述隔离单元产生隔离信号，利用隔离信号将所述控制信号进行隔离，同时利用电平移位单元将被隔离的控制信号控制在低电平状态。
8.根据权利要求1所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，时钟管理单元0和时钟管理单元1中均包括多个时钟源、选择器和门控电路；所述选择器用于对多个时钟源进行选择，所述门控电路用于对每个时钟源进行独立门控。
9.根据权利要求1所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，VDD域还包括看门狗电路，在所述看门狗电路监测到PMU0出错时，看门狗电路强制多电源MCU进行重启。
10.根据权利要求1所述的一种多电源域MCU的低功耗管理系统，其特征在于，多电源域MCU连接有nrst复位单元，唤醒电路连接所述nrst复位单元，在唤醒电路获得nrst复位单元的复位信号时，唤醒电路向PMU0发送唤醒信号。
...【技术特征摘要】
1.一种多电源域mcu的低功耗管理系统，多电源域mcu中包括vdd域、vdda域和vcore域，其特征在于，所述vdd域包括pmu0、隔离变压电路、唤醒电路、时钟管理单元0、线性稳压管和复位管理单元0，所述vdda域包括模拟外设模块，所述vcore域包括cpu模块、复位管理单元1、pmu1、时钟管理单元1、系统配置模块和数字外设模块；
2.根据权利要求1所述的一种多电源域mcu的低功耗管理系统，其特征在于，低功耗模式包括睡眠模式、停止模式、待机模式和关断模式。
3.根据权利要求2所述的一种多电源域mcu的低功耗管理系统，其特征在于，cpu模块设置有内核主时钟；在cpu模块进入睡眠模式时，所述内核主时钟停止运转，cpu模块停止当前操作；在数字外设模块向cpu模块发送任意中断信号时，cpu模块从睡眠模式中被唤醒。
4.根据权利要求2所述的一种多电源域mcu的低功耗管理系统，其特征在于，时钟管理单元1中至少包括唤醒时钟、复位时钟和关断时钟；所述停止模式是在睡眠模式的基础上结合第一数字信号和第二数字信号，将vcore域中除唤醒时钟外的其他时钟停止运转；在数字外设模块向cpu模块发送任意中断信号时，cpu模块从停止模式中被唤醒。
5.根据权利要求2所述的一种多电源域mcu的低功耗管理系统，其特征在于，所述待机模式是在睡眠模式的基础上结合pmu1，将vcore域断电；在...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇李琦，周小龙，何国强，
申请(专利权)人：江苏华创微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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