[发明专利]基于DVFS的蓝牙基带芯片IP核架构及其工作方法

说明书

本公开提供了一种基于DVFS的蓝牙基带芯片IP核架构，包括蓝牙功能核心模块，所述蓝牙功能核心模块分别与DVFS模块和处理器模块连接；所述蓝牙功能核心模块包括基带发送模块和基带接收模块，其用于对发送数据和接收数据进行处理；所述DVFS模块包括采集计算单元、预测转换单元以及驱动输出单元，其用于基于从蓝牙功能核心模块采集的负载信号进行负载计算，并根据当前负载预测下一时间段的负载需求；将预测的需求转换为蓝牙功能核心模块所需频率，并基于所述频率转化为匹配的电压；基于所述频率和电压对所述蓝牙功能核心模块进行驱动；所述处理器模块用于对蓝牙功能核心模块进行系统控制。

技术领域

本公开属于通信技术领域，尤其涉及一种基于DVFS的蓝牙基带芯片IP核架构及其工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。2010年7月，SIG(BluetoothSpecial InterestGroup：蓝牙技术联盟)发布的蓝牙4.0核心规范，将传统蓝牙、高速蓝牙和低功耗蓝牙整合，标志着蓝牙技术正式迈入了低功耗时代，2016年12月发布的蓝牙5.0规范，其数据传输速率提升为原来的两倍，为低功耗蓝牙的技术应用面的拓展奠定了基础。随着物联网的发展，短距离、低功耗通信方式具有广阔的应用前景，BLE(Bluetooth LowEnergy)凭借其低复杂度、连接速度快、低成本、极长待机时间、超低功耗等特性占据了短距离通信方式的优势。

蓝牙协议简要设备框架分为应用层(Apps)、主协议层(Host)和控制层(Controller)。对于IC(Integrated Circuit)设计来说的，主要关注的对象是与硬件相关的控制层。控制层包含代表无线射频相关的物理层(physical layer)、控制重传数据摘取功能的链路层(link layer)和可选的主控硬件接口层(host controller interface)。低功耗蓝牙基带的主要功能是实现数据处理功能，包括发送和接收两个子系统，为实现低功耗蓝牙基带功能，在基带IP核(intellectual property core)的硬件设计就在于链路层(Link layer)的数据处理部分，这是BLE芯片的核心部分，也是蓝牙芯片硬件设计的关键。

发明人发现，在之前进行对低功耗蓝牙芯片进行研发的公司，有通过链路层固件方式进行设计，无法被用户直接读出或修改，导致在链路层频繁运行时，会增加功耗，同时，一直以来，功耗对BLE的性能影响极其重大，国内外市场上的蓝牙芯片研究都围绕功耗为重要方面进行展开，尤其随着现代物联网时代的要求，如果需要传输更远的距离，可能还需要外置RF(Radio Frequency)芯片，对BLE的功耗性能提出了巨大的挑战；同时，芯片功耗增加会导致芯片温度升高，进而会导致leakage power增加，电路时序变差，以及IR Drop变大等问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种基于DVFS的蓝牙基带芯片IP核架构及其工作方法，所述方案基于蓝牙功能实现，创新性的引入了DVFS(Dynamic voltage andfrequency scaling)技术，并采用硬件方法对链路层进行设计，充分利用数字集成电路低功耗技术进行低功耗优化，有效解决了蓝牙模块对低功耗的需求。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于DVFS的蓝牙基带芯片IP核架构，包括蓝牙功能核心模块，所述蓝牙功能核心模块分别与DVFS模块和处理器模块连接；

所述蓝牙功能核心模块包括基带发送模块和基带接收模块，其用于对发送数据和接收数据进行处理；