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CN105934726A - 处理器控制设备以及处理器控制方法 - Google Patents

处理器控制设备以及处理器控制方法 Download PDF

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CN105934726A
CN105934726A CN201480074122.3A CN201480074122A CN105934726A CN 105934726 A CN105934726 A CN 105934726A CN 201480074122 A CN201480074122 A CN 201480074122A CN 105934726 A CN105934726 A CN 105934726A
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Calsonic Kansei Corp
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Abstract

用于处理器的控制设备和控制方法，该控制设备和控制方法能够在处理器从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式时重置处理器。用于处理器(10)的控制设备(11)包括：监视时钟(20)，当不能在预定时间内获得来自处理器(10)的P‑RUN信号时重置处理器(10)；电流监测器(19)，当向处理器(10)供应电力的电源(18)的输出电流降低到预定值之下时中止监视时钟(20)的操作，并且当输出电流变为等于或大于预定值时使监视时钟(20)的操作开始；以及电流放大器(21)，当获得用于使处理器(10)开始在常规操作模式下操作的信号时使输出电流增大为等于或大于预定值。

Description

处理器控制设备以及处理器控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年1月27日提交的第2014-012318号日本专利申请的优先权和权益，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及重置处理器的控制设备和控制方法。
背景技术
通常已知的监视时钟对处理器(诸如CPU)的操作进行监视，并且，例如当处理器处于失控状态或冷冻状态时重置处理器。例如，在专利文献1中公开了这样的监视时钟电路，该监视时钟电路只有当处理器处于操作模式(常规操作模式)时使监视时钟操作，并且在其他待机模式(低电流消耗操作模式)期间不使监视时钟操作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平11-203173号公开公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在常规技术中，因为监视功能在低电流消耗操作期间中止，所以，在一些情况中不可能从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式。例如，如果处理器在低电流消耗操作期间进入失控状态，监视功能不进行操作，处理器不能切换成常规操作模式。这样，当从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式时，在一些情况下CPU不能被重置。
因此，提供可在处理器从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式时重置处理器的处理器控制设备和处理器控制方法将是有益的。
解决问题所需手段
为了解决上述问题，根据本公开第一方面的处理器控制设备是用于控制处理器的处理器控制设备，所述处理器能够在进行操作时在常规操作模式和低电流消耗操作模式之间切换，所述低电流消耗操作模式的电流消耗比所述常规操作模式的电流消耗低，所述处理器控制设备包括：
监视时钟，配置为当不能在预定时间内获得来自所述处理器的P-RUN信号时重置所述处理器；
电流监测器，配置为当向所述处理器供应电力的电源的输出电流降低到预定值之下时中止所述监视时钟的操作，并且当所述输出电流变为等于或大于所述预定值时使所述监视时钟的操作开始；以及
电流放大器，配置为当获得用于使所述处理器开始在所述常规操作模式下操作的信号时使所述输出电流增大为等于或大于所述预定值。
根据本公开第二方面的处理器控制设备还包括P-RUN信号检测器，其被配置为当检测到所述P-RUN信号的输入时减少或消除所述输出电流中由所述电流放大器产生的增量。
根据本公开第三方面的处理器控制方法是用于控制设备的处理器控制方法，所述控制设备包括配置为当不能在预定时间内获得来自处理器的P-RUN信号时重置所述处理器的监视时钟，所述处理器能够在进行操作时在常规操作模式与低电流消耗操作模式之间切换，所述低电流消耗操作模式的电流消耗比所述常规操作模式的电流消耗低，所述处理器控制方法包括：
当向所述处理器供应电力的电源的输出电流降低到预定值之下时，中止所述监视时钟的操作；
当获得用于使所述处理器开始在所述常规操作模式下操作的信号时使所述输出电流增大为等于或大于所述预定值；以及
当所述输出电流变为等于或大于所述预定值时，使所述监视时钟的操作开始。
发明效果
根据本公开第一方面的处理器控制设备可在处理器从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式时通过开始监视时钟的操作来重置处理器。由于在处理器以低电流消耗操作时监视时钟的操作中止，所以也可减少控制设备的电力消耗。
根据本公开第二方面的处理器控制设备在处理器从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式之后减少或消除电源的输出电流中由电流放大器产生的增量，并且因此可进一步减少控制设备的电力消耗。
根据本公开第三方面的处理器控制方法可在处理器从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式时通过使监视时钟的操作开始来重置处理器。因为在处理器以低电流消耗操作时监视时钟的操作中止，所以还可减少控制设备的电力消耗。
附图说明
图1是根据本公开的实施方式1的、连接至处理器的控制设备的功能框图。
图2是示出图1的处理器和控制设备的输入/输出信号和操作的时序图。
图3是示出通过图1的控制设备进行的处理的流程图。
图4是根据本公开的实施方式2的、连接至处理器的控制设备的功能框图。
图5是示出图4的处理器和控制设备的输入/输出信号和操作的时序图。
图6是示出通过图4的控制设备进行的处理的流程图。
具体实施方式
以下参照附图描述实施方式。
实施方式1
首先，描述根据实施方式1的控制设备。图1是根据实施方式1的处理器10和控制设备11的功能框图。处理器10和控制设备11例如设置在诸如电动车的移动体中。处理器10可在两个操作模式之间切换：可执行多个功能的常规操作模式，以及可执行的功能受限制且电流消耗降低的低电流消耗操作模式(待机模式)。
处理器10包括VCC输入接口12、P-RUN信号输出单元13、重置单元14和常规操作中断单元15。
VCC输入接口12通过电源线17连接至电源IC 16，并且从电源IC 16接收用于处理器10的操作电力的供应。VCC输入接口12在处理器10的常规操作模式期间接收预定值或高于预定值的电流供应，并且在处理器10的低电流消耗操作模式期间接收小于预定值的电流供应。
在处理器10的常规操作期间，P-RUN信号输出单元13连续地向电源IC 16输出P-RUN信号(振荡信号)。P-RUN信号是指示处理器10正在正常操作的信号。在本实施方式中，P-RUN信号例如是具有预定周期和占空比的脉冲信号，但是本实施例不限于此。在下文中，对于P-RUN信号，将P-RUN信号被输出的状态称为导通，将P-RUN信号不被输出的状态称为关断。
重置单元14在有从电源IC 16输入的重置信号时重置处理器10。通过重置，处理器10从诸如处理器10不正常操作的冷冻状态或失控状态的反常状态返回到可正常操作的状态。
常规操作中断单元15等待IGN信号的输入。当IGN信号输入时，常规操作中断单元15就使处理器10开始在常规操作模式下操作。IGN信号是用于使处理器10开始以常规操作模式操作的中断信号，并且当移动体电力开关导通时，IGN信号例如由移动体或移动体中设置的另一组成元件输出。例如，当处理器10以低电流消耗操作时，一旦IGN信号输入至常规操作中断单元15，处理器10就从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式。另一方面，例如，当处理器10在低电流消耗操作期间进入反常状态时，除非处理器10由重置单元14重置，否则即使IGN信号输入至常规操作中断单元15，处理器10也不能返回到可正常操作的状态，因而不能返回到常规操作模式。在下文中，对于IGN信号，将IGN信号被输出的状态称为导通，将IGN信号不被输出的状态称为关断。
控制设备11设置有电源IC 16和电流放大器21。电源IC 16包括电源18、电流监测器19和监视时钟20，并且通过来自外部电源设备(诸如设置在移动体中的电池)的电力VBAT的供应操作。
电源18通过电源线17连接至处理器10的VCC输入接口12，并且供应用于处理器10的操作电力。
电流监测器19监视电源18的输出电流(负载电流)。当电源18的输出电流下降到预定值之下时，电流监测器19确定处理器10已经从常规操作模式切换成低电流消耗操作模式，并且中止监视时钟20的操作。当电源18的输出电流变为等于或大于预定值时，电流监测器19使监视时钟20的操作开始。
当在预定时间内不能从处理器10获得P-RUN信号时，监视时钟20输出重置信号来重置处理器10。除了当不能获得P-RUN信号时的情况外，当获得具有混乱的周期或占空比的反常P-RUN信号时，监视时钟20也类似地输出重置信号。在下文中，对于监视时钟20，将监视时钟20操作的状态称为导通，将监视时钟20不操作的状态称为关断。
电流放大器21等待IGN信号的输入。电流放大器21具有当获得IGN信号时，将电源18的输出电流增大为等于或大于预定值的电流放大功能。例如，电流放大器21包括第一晶体管，该第一晶体管包括基极、集电极和接地发射极，其中，IGN信号输入到基极中，集电极连接至电源线17上的节点22。电流放大器21响应于IGN信号的输入而通过引入电源18的输出电流来增大电源18的输出电流。电流放大器21例如包括用于在电源18和集电极之间进行电流调节的电阻器。因此，增大的输出电流被调节成预定值或高于预定值。在下文中，关于电流放大器21的电流放大功能，电流放大功能操作的状态称为导通，电流放大功能不操作的状态称为关断。
接下来，参照图2中的时序图描述处理器10和控制设备11的输入/输出信号和操作。以下描述处理器10以低电流消耗操作且在低电流消耗操作期间进入反常状态(例如，冷冻)的情况。
如图2中所示，在时间段A1期间，IGN信号、电流放大器21的电流放大功能、监视时钟20的操作和P-RUN信号均关断。
在时间段A1之后的时间B1处，一旦IGN信号转换为导通，则IGN信号被输入至电流放大器21，因此电流放大器21的电流放大功能转换为导通。因为电源18的输出电流由于电流放大器21而变为预定值或高于预定值，所以电流监测器19将监视时钟20的操作切换成导通。
在时间B1之后的时间段A2期间，处理器10由于冷冻而不能返回到常规操作模式，并且P-RUN信号保持关断。一旦从时间B1之后经过预定的持续时间，则监视时钟20输出重置信号来重置处理器10。
在时间段A2之后的时间B2处，一旦已经通过重置返回到正常操作的处理器10开始以常规操作模式操作，则P-RUN信号输出单元13就开始输出P-RUN信号。
在时间B2之后的时间段A3期间，处理器10继续常规操作。
接下来，参照图3中的流程图描述从处理器10的低电流消耗操作模式的开始直到处理器10返回到常规操作模式的、通过控制设备11进行的处理。该处理例如在处理器10开始以低电流消耗操作模式操作时执行。
首先，电源18的输出电流由于处理器10的低电流消耗操作模式的开始而下降到预定电平之下，所以电源监测器中止(关断)监视时钟20的操作(步骤S100)。
接下来，电流放大器21等待IGN信号的输入(步骤S101)。
随后，当获得IGN信号时，电流放大器21使电流放大功能的操作开始(导通)，并且将电源18的输出电流增大为等于或大于预定值(步骤S102)。
接下来，因为电源18的输出电流在步骤S102中变为等于或大于预定值，所以电流监测器19使监视时钟20的操作开始(导通)(步骤103)。
随后，监视时钟20确定是否不能在预定时间内获得来自处理器10的正常P-RUN信号(步骤104)。当能够在预定时间内获得P-RUN信号时(步骤104中“否”的情况)，处理终止。
相反，在步骤S104中，当不能在预定时间内获得P-RUN信号时(步骤104中“是”的情况)，监视时钟20向处理器10输出重置信号(步骤S105)并且终止处理。
当处理器10从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式时，如下所述，根据实施方式1的控制设备11可通过使监视时钟20的操作开始来重置处理器10。
一旦处理器10开始以低电流消耗操作模式操作，则电源18的输出电流减小。因此，电源监测器中止监视时钟20的操作。监视时钟20的操作的中止有利于减少控制设备11的电力消耗。
例如，如果处理器10在低电流消耗操作期间进入反常状态，则除非处理器10重置，否则即使IGN信号被输入到常规操作中断单元15中处理器10也不能返回到常规操作模式。另一方面，因为在低电流消耗操作期间从电源18供应至处理器10的输出电流小于预定电平，所以监视时钟20的操作保持被电流监测器19中止。
当IGN信号输入到电流放大器21中时，电源18的输出电流增大为等于或大于预定值。因此，电流监测器19使监视时钟20的操作开始。监视时钟20输出重置信号来重置处理器10，从而处理器10开始正常操作。
如上所述，因为监视时钟20的操作响应于IGN信号向电流放大器21的输入而开始，所以当处理器10在低电流消耗操作期间进入反常状态时，控制设备11可重置处理器10。由于监视时钟20的操作在处理器10以低电流消耗操作时中止，所以也可减少控制设备11的电力消耗。
实施方式2
接下来，描述根据实施方式2的控制设备。图4是根据实施方式2的处理器10和控制设备110的功能框图。处理器10与实施方式1中的处理器10相同。
控制设备110设置有电源IC 16、电流放大器210和P-RUN信号检测器230。电源IC16包括分别与实施方式1中的电源18、电流监测器19和监视时钟20相同的电源18、电流监测器19和监视时钟20。
与实施方式1相同，电流放大器210具有当获得IGN信号时，将电源18的输出电流增大为等于或大于预定值的电流放大功能。电流放大器210的电流放大功能的操作通过从P-RUN信号检测器230输入的信号控制。更详细地，当来自P-RUN信号检测器230的信号(电流放大器控制信号)被输入时，电流放大器210例如继续引入电源18的输出电流，并且由于电流放大功能而保持电源18的输出电流的增量。相反，当电流放大器控制信号的输入中止时，电流放大器210例如停止引入电源18的输出电流，从而减小电源18的输出电流。例如，电流放大器210包括在电源线17上的节点22与第一晶体管的集电极之间的第二晶体管。在第二晶体管中，基极连接至P-RUN信号检测器230，集电极连接至节点22，并且发射极连接至第一晶体管的集电极。电流放大器210通过响应于电流放大器控制信号的输入的中止来将第二晶体管关断，从而使其本身与电源18断开，进而停止引如电源18的输出电流。
P-RUN信号检测器230监测是否存在来自处理器10的P-RUN信号输出单元13的P-RUN信号的输入。当检测到P-RUN信号的输入时，P-RUN信号检测器230使电流放大器210中止操作，从而减少或消除电源18的输出电流中由电流放大器210产生的增量。在本实施方式中，当P-RUN信号不被输入时，P-RUN信号检测器230继续向电流放大器210输出信号(电流放大器控制信号)，来使电流放大器210保持电源18的增大的输出电流。当检测到P-RUN信号的输入时，P-RUN信号检测器230中止电流放大器控制信号向电流放大器210的输出，并且例如使电流放大器210停止引入电源18的输出电流，从而消除电源18的输出电流中由电流放大器210产生的增量。在下文中，对于电流放大器控制信号，电流放大器控制信号被输出的状态称为导通，电流放大器控制信号未被输出的状态称为关断。
接下来，参照图5中的时序图描述处理器10和控制设备110的输入/输出信号和操作。以下描述处理器10以低电流消耗操作且在低电流消耗操作期间进入反常状态(例如，冷冻)的情况。
如图5中所示，在时间段A4期间，IGN信号、电流放大器210的电流放大功能、监视时钟20的操作和P-RUN信号均关断。然而，因为P-RUN信号关断，所以电流放大器控制信号导通。
在时间段A4之后的时间B3处，一旦IGN信号转换为导通，则IGN信号被输入至电流放大器210，并且电流放大器210的电流放大功能转换为导通。因为电源18的输出电流由于电流放大器210而变为预定值或高于预定值，所以电流监测器19使监视时钟20的操作转换成导通。
在时间B3之后的时间段A5期间，处理器10由于冷冻而不能返回到常规操作模式，并且P-RUN信号保持关断。一旦从时间B3之后经过预定的持续时间，则监视时钟20输出重置信号来重置处理器10。
在时间段A5之后的时间B4处，一旦已经通过重置返回到正常操作的处理器10开始以常规操作模式操作，则P-RUN信号输出单元13开始输出P-RUN信号。P-RUN信号检测器230检测P-RUN信号的输入，从而将电流放大器控制信号切换成关断以将电流放大器210的电流放大功能转换成关断。
在时间B4之后的时间段A6期间，处理器10继续常规操作。
接下来，参照图6中的流程图描述从处理器10的低电流消耗操作模式的开始直到处理器10返回到常规操作模式的、通过控制设备110进行的处理。该处理例如在处理器10开始以低电流消耗操作模式操作时执行。
从步骤S200至步骤S203，执行与实施方式1中的步骤S100至步骤S103中的处理相同的处理。随后，监视时钟20确定是否不能在预定时间内获得来自处理器10的正常P-RUN信号(步骤S204)。当能够在预定时间内获得P-RUN信号时(步骤S204中“否”的情况)，处理进行到步骤S207。
相反，在步骤S204中，当不能在预定时间内获得P-RUN信号时(步骤S204中“是”的情况)，监视时钟20向处理器10输出重置信号(步骤205)。
接下来，P-RUN信号检测器230等待来自处理器10的P-RUN信号的输入(步骤S206)。
在步骤S206之后，或者当P-RUN信号能够在步骤S204中获得时(步骤S204中“否”的情况)，当检测到P-RUN信号的输入时，P-RUN信号检测器230中止(关断)电流放大器控制信号的输出，从而使电流放大器210的电流放大功能的操作中止(关断)。因此，电源18的输出电流中由电流放大器210产生的增量被消除(步骤S207)。
这样，通过根据实施方式2的控制设备110，在处理器10从低电流消耗操作模式返回到常规操作模式之后，电源18的输出电流中由电流放大器210产生的增量被减小或消除。所以，可进一步减少控制设备110的电力消耗。
虽然已经基于实施例和附图描述了本公开的实施方式，但是，应注意，基于本公开各种改变和修改将对本领域技术人员显而易见。因此，这种改变和修改应被理解为包括在本公开的范围内。例如，包括在单元、步骤等中的功能等可以以任何逻辑上一致的方式重新配置。此外，单元、步骤等可结合成一个或再划分。
例如，在上述实施方式中，虽然监视时钟20的操作已经被描述成响应于电源18的输出电流而开始或中止，但是例如可使用另一个参数(诸如电源18的输出电压)控制监视时钟20的操作。该配置例如可通过这样的控制设备11和控制设备110实施，即该控制设备11和控制设备110包括响应于处理器10的操作来控制电源18的输出电压的电压控制器代替电流放大器21和电流放大器210。
在上述实施方式中，虽然电流放大器21和电流放大器210已经被描述成包括第一晶体管和第二晶体管，但是可采用任一结构来响应于IGN信号的输入使电源18的输出电流增大为等于或大于预定值，
在实施方式2中，虽然已经描述了P-RUN信号检测器230输出电流放大器控制信号来消除电源18的输出电流中由电流放大器210产生的增量的结构，但是可采用能够响应于P-RUN信号的输入来至少减少电源18的输出电流中由电流放大器210产生的增量的任一结构。例如，P-RUN信号检测器230可包括连接在电流放大器210与电源线17上的节点22之间的可变电阻器或晶体管，并且可配置为当检测到P-RUN信号的输入时增大可变电阻的电阻值或将晶体管关断。
符号说明
10 处理器
11、110 控制设备
12 VCC输入接口
13 P-RUN信号输出单元
14 重置单元
15 常规操作中断单元
16 电源IC
17 电源线
18 电源
19 电流监测器
20 监视时钟
21、210 电流放大器
22 节点
230 P-RUN信号检测器

Claims (3)

1.一种用于控制处理器的处理器控制设备，所述处理器能够在进行操作时在常规操作模式和低电流消耗操作模式之间切换，所述低电流消耗操作模式的电流消耗比所述常规操作模式的电流消耗低，所述处理器控制设备包括：
监视时钟，配置为当不能在预定时间内获得来自所述处理器的P-RUN信号时重置所述处理器；
电流监测器，配置为当向所述处理器供应电力的电源的输出电流降低到预定值之下时中止所述监视时钟的操作，并且当所述输出电流变为等于或大于所述预定值时使所述监视时钟的操作开始；以及
电流放大器，配置为当获得用于使所述处理器开始在所述常规操作模式下操作的信号时使所述输出电流增大为等于或大于所述预定值。
2.根据权利要求1所述的处理器控制设备，还包括：
P-RUN信号检测器，配置为当检测到所述P-RUN信号的输入时减少或消除所述输出电流中由所述电流放大器产生的增量。
3.一种用于控制设备的处理器控制方法，所述控制设备包括配置为当不能在预定时间内获得来自处理器的P-RUN信号时重置所述处理器的监视时钟，所述处理器能够在进行操作时在常规操作模式与低电流消耗操作模式之间切换，所述低电流消耗操作模式的电流消耗比所述常规操作模式的电流消耗低，所述处理器控制方法包括：
当向所述处理器供应电力的电源的输出电流降低到预定值之下时，中止所述监视时钟的操作；
当获得用于使所述处理器开始在所述常规操作模式下操作的信号时使所述输出电流增大为等于或大于所述预定值；以及
当所述输出电流变为等于或大于所述预定值时，使所述监视时钟的操作开始。
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