一种基于RISC-V内核的MCU系统、供电方法以及终端设备技术方案

本发明专利技术公开一种基于RISC‑V内核的MCU系统、供电方法以及终端设备，涉及MCU芯片技术领域，以提供一种能够在使用电池的移动物联网领域达到低功耗需求的MCU系统。包括：电源和MCU。MCU的耗电模块包括多个掉电域耗电模块和多个常开域耗电模块；电源包括主电源和副电源。多个掉电域耗电模块与主电源电连接，多个常开域耗电模块与副电源电连接。当MCU处于工作模式时，主电源与副电源短接，主电源用于向多个常开域耗电模块和多个掉电域耗电模块供电。当MCU处于低功耗模式时，主电源关闭，副电源用于向多个常开域耗电模块供电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RISC-V内核的MCU系统、供电方法以及终端设备
本专利技术涉及MCU芯片
，尤其涉及一种基于RISC-V内核的MCU系统、供电方法以及终端设备。
技术介绍
万物互联的物联网世界里，MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)芯片作为物联网的重要组成部分，在很多应用场景中都需要对MCU芯片的功耗性能进行考虑。在实际中，结合MCU芯片的应用场景，可以通过切换低频时钟、关闭非必要外设、降低电源电压等方式降低MCU芯片的功耗，而通常根据工作的需求，又将芯片运行状态分为正常工作模式、低功耗模式和睡眠模式等，因此，设计MCU芯片时要考虑在不同的运行状态采用不同的功耗策略。基于RISC-V（指令集架构）的MCU除了包含高性能的开源RISC-V内核外，还有众多数字模块，以及众多模拟元件，这些数字模块元和模拟元件都需要耗电，从而导致MCU的功耗较高。目前常用的MCU低功耗实现方法是，基于芯片使用的特定场景，用软件对这些能耗模块采用不同的控制，如切换低频时钟、关闭非必要的能耗模块，以达到节能的目的。但上述方法在使用电池的移动物联网领域显然达不到超低功耗需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于RISC-V内核的MCU系统、供电方法以及终端设备，以提供一种能够在使用电池的移动物联网领域达到低功耗需求的MCU系统。第一方面，本专利技术提供一种基于RISC-V内核的MCU系统，包括：电源和MCU。MCU的耗电模块包括多个掉电域耗电模块和多个常开域耗电模块；电源包括主电源和副电源；多个掉电域耗电模块与主电源电连接，多个常开域耗电模块与副电源电连接。当MCU处于工作模式时，主电源与副电源短接，主电源用于向多个常开域耗电模块和多个掉电域耗电模块供电。当MCU处于低功耗模式时，主电源关闭，副电源用于向多个常开域耗电模块供电。在采用上述方案的情况下，本专利技术将MCU中的耗电模块划分为多个掉电域耗电模块和多个常开域耗电模块。将电源分为主电源和副电源，其中主电源为高性能电源，副电源为低功耗电源。当MCU处于工作模式时，主电源与副电源短接，主电源用于向多个常开域耗电模块和多个掉电域耗电模块供电，以实现MCU的正常工作。当MCU处于低功耗模式时，主电源关闭，副电源用于向多个常开域耗电模块供电，从而实现MCU的低功耗。可见，本专利技术在MCU的工作模式和低功耗模式时，使用两个不同的电源进行供电，从而使MCU达到性能和低功耗的兼顾。再者，相对于现有技术中通过软件对能耗模块采用不同的控制，本专利技术是基于硬件层面对MCU系统进行了功耗优化，从而提升MCU的低功耗特性，因此，本专利技术的可靠性更高。第二方面，本专利技术还公开了一种基于RISC-V内核的MCU供电方法，包括：当MCU处于工作模式时，控制主电源与副电源短接，控制主电源向常开域耗电模块和掉电域耗电模块供电；当MCU处于低功耗模式时，控制主电源关闭，控制副电源向常开域耗电模块供电。第三方面，本专利技术还公开了一种终端设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如基于RISC-V内核的MCU供电方法。第四方面，本专利技术还公开了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述基于RISC-V内核的MCU供电方法的步骤。本专利技术中第二方面、第三方面、第四方面及其各种实现方式的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式的有益效果相同，此处不再赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术实施例提供的一种基于RISC-V内核的MCU系统的架构图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种基于RISC-V内核的MCU系统的电源域划分示意图；图3示出了本专利技术实施例提供的一种基于RISC-V内核的MCU系统主电源和副电源结构示意图；图4示出了本专利技术实施例提供的一种基于RISC-V内核的MCU供电方法的步骤流程图；图5示出了本专利技术实施例提供的一种基于RISC-V内核的MCU供电方法中MCU工作模式切换的硬件流程图；图6示出了本专利技术实施例提供的一种终端设备的硬件结构示意图。附图标记：200-终端设备，2101-第一处理器，2102-第二处理器，210-处理器，220-存储器，230-通信接口，240-通信线路。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。万物互联的物联网世界里，MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)芯片作为物联网的重要组成部分，在很多应用场景中都需要对MCU芯片的功耗性能进行考虑。在实际中，结合MCU芯片的应用场景，可以通过切换低频时钟、关闭非必要外设、降低电源电压等方式降低MCU芯片的功耗，而通常根据工作的需求，又将芯片运行状态分为正常工作模式、低功耗模式和睡眠模式等，为了达到低功耗目的，因此，设计MCU芯片时要考虑在不同的运行状态采用不同的功耗策略。基于RISC-V（指令集架构）的MCU除了包含高性能的开源RISC-V内核外，还有众多数字模块，以及众多模拟元件，这些数字模块元和模拟元件都需要耗电，从而导致MCU的功耗较高。目前常用的MCU低功耗实现方法是，基于芯片使用的特定场景，用软件对这些能耗模块采用不同的控制，如切换低频时钟、关闭非必要的能耗模块，以达到节能的目的。但上述方法在使用电池的移动物联网领域显然达不到超低功耗需求。在一些技术中，将RISC-V架构的MCU电源域划分为主电源域、调试电源域和常开电源域，通过PMU（PowerManagerUnit，电源管理单元）单元控制MCU进入不同的低功耗模式。而虽然采用这种方法能极大优化MCU的能耗，但在很多苛刻的超低功耗需求场景中，比如纽扣电池的IOT设备在户外要求长时间待机工作时，即使外设模块时钟和Eflash等时钟均关闭，只保持常开电源域工作，但电源自身的消耗也在50uA左右，真正意义上的超低功耗是无法实现的。基于此，本专利技术实施例提供了一种基于RISC-V内核的MCU系统，包括：电源和MCU。MCU的耗电模块包括多个掉电域耗电模块和多个常开域耗电模块；电源包括主电源和副电源；多个掉电域耗电模块与主电源电连接，多个常开域耗电模块与副电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RISC-V内核的MCU系统，其特征在于，包括电源和MCU；/n所述MCU的耗电模块包括多个掉电域耗电模块和多个常开域耗电模块；所述电源包括主电源和副电源；所述多个掉电域耗电模块与所述主电源电连接，所述多个常开域耗电模块与所述副电源电连接；/n在所述MCU处于工作模式的情况下，所述主电源与所述副电源短接，所述主电源用于向所述多个常开域耗电模块和所述多个掉电域耗电模块供电；/n在所述MCU处于低功耗模式的情况下，所述主电源关闭，所述副电源用于向所述多个常开域耗电模块供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于RISC-V内核的MCU系统，其特征在于，包括电源和MCU；
所述MCU的耗电模块包括多个掉电域耗电模块和多个常开域耗电模块；所述电源包括主电源和副电源；所述多个掉电域耗电模块与所述主电源电连接，所述多个常开域耗电模块与所述副电源电连接；
在所述MCU处于工作模式的情况下，所述主电源与所述副电源短接，所述主电源用于向所述多个常开域耗电模块和所述多个掉电域耗电模块供电；
在所述MCU处于低功耗模式的情况下，所述主电源关闭，所述副电源用于向所述多个常开域耗电模块供电。


2.根据权利要求1所述的基于RISC-V内核的MCU系统，其特征在于，所述基于RISC-V内核的MCU系统还包括电源管理模块；
所述电源管理模块与多个所述掉电域耗电模块的供电开关电连接，用于当所述MCU由所述工作模式切换至所述低功耗模式时，控制多个所述掉电域耗电模块的供电开关，以使所述主电源与多个所述掉电域耗电模块断开连接；
所述电源管理模块还用于当所述MCU由所述低功耗模式切换至所述工作模式时，控制多个所述掉电域耗电模块的供电开关，以使所述主电源与多个所述掉电域耗电模块电连接。


3.根据权利要求2所述的基于RISC-V内核的MCU系统，其特征在于，所述基于RISC-V内核的MCU系统还包括用于连接所述主电源和所述副电源的开关器件；
所述电源管理模块与所述开关器件电连接，用于当所述MCU由所述工作模式切换至所述低功耗模式时，控制所述开关器件断开，还用于当所述MCU由所述低功耗模式切换至所述工作模式时，控制所述开关器件闭合。


4.根据权利要求1任一项所述的基于RISC-V内核的MCU系统，其特征在于，当所述MCU执行等待中断信号时，所述MCU由所述工作模式切换至所述低功耗模式；
当所述MCU执行唤醒信号时，所述MCU由所述低功耗模式切换至所述工作模式，其中，所述唤醒信号由所述多个常开域耗电模块中的一个或多个生成。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，
申请(专利权)人：成都爱旗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51