一种无线通信模块唤醒方法以及无线通信模块与流程

    技术2025-07-27  12


    本发明涉及无线通信领域,尤其涉及一种无线通信模块唤醒方法以及无线通信模块。


    背景技术:

    1、在无线通信技术领域,带wifi/bt功能的电子设备当中,为了降低电子设备的功耗,通常需要其无线通信模块支持wowlan功能(通过wifi唤醒主控)以及bt唤醒主控功能,wifi/bt有数据传输且主控休眠时才去唤醒主控,从而可以使wifi/bt在没有数据传输时可以放心进休眠状态,而不用担心有wifi/bt数据传输时无法及时通知主控进行处理,以实现降低wifi和bt功耗的效果。但是,现有带wifi/bt功能的电子设备当中,存在管脚资源紧张的问题,不利于降低无线通信方案的成本,也影响了主控芯片的外设接入能力。

    2、针对上述问题,行业内需要研发出一种技术方案,一方面可以降低无线通信方案的成本,另一方面能够提升主控芯片的外设接入能力。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是:如何设计出一种技术方案,一方面可以降低无线通信方案的成本,另一方面能够提升主控芯片的外设接入能力。

    2、发明人在研发过程中发现,无线通信技术领域中,wowlan功能需要主控端有一个管脚用来连接wifi的host_wake管脚(wifi蓝牙芯片上用于唤醒主控芯片的管脚),此外bt唤醒主控功能也是需要主控端有一个管脚来连接bt的host_wake管脚;如果可以在保证wowlan和bt唤醒主控功能可用的情况下,减少主控芯片端连接wifi蓝牙芯片的管脚,就可以节省主控芯片端的管脚,使得主控芯片端有更多管脚资源用做其它功能,比如只需要两个管脚可以配成gpio模式,然后可以用两个gpio模拟i2c功能,或uart功能。用作i2c功能的情况下,可用来接摄影单元,触控,各类传感器,电源管理芯片等需要i2c通信的外设;用做uart功能的情况下,可以用来接键盘,打印机,各类传感器等带uart接口的设备。由此可知,若主控端节省出来管脚,可以提升主控芯片的外设接入能力,减少因管脚或接口不够而引入的外部芯片,降低整体方案成本,使之更有竞争力,这对于那些管脚资源较为紧张的主控芯片,比如iot物联网中的mcu微控制单元,非常有价值。

    3、因此,本发明提出一种无线通信模块唤醒方法以及无线通信模块,其技术效果为,一方面可以降低无线通信方案的成本,另一方面能够提升主控芯片的外设接入能力。第一方面,本技术实施例提出一种无线通信模块唤醒方法,所述方法包括:接收指令设备向物联网终端发送的唤醒指令,所述唤醒指令用于改变无线通信模块的休眠状态;将休眠状态的无线通信模块,转变为唤醒状态的无线通信模块;在无线通信模块处于唤醒状态下,保持指令设备以及物联网终端之间的通信连接。其中,所述wifi蓝牙芯片,可以为wifi蓝牙combo芯片,行业内又称为wifi/bt_combo芯片,其具体定义为本领域技术人员所知晓。本技术所述无线通信模块唤醒方法,不仅应用到sdio接口wifi蓝牙芯片的场合,而且在iot产品或带sdio接口的mcu相关产品中也可以广泛应用。

    4、在一实施例中,如图3a所示,是本发明的无线通信模块的实施例示意图。可选地,所述无线通信模块以瑞芯微的rk3588作为主控芯片,正基的ap6398s作为wifi蓝牙芯片的情况进行具体说明,其它主控加wifi蓝牙芯片的组合与上述情形类似。主控芯片对应sdio的d2管脚sdio_d2_m0_wifi可以复用为gpio2_b0,连接wifi蓝牙芯片的wl_host_wake管脚,作为wifi_wake_host脚使用,软件状态切换通过在主控芯片选择写sdio_d2_m0_wifi或gpio2_b0两种状态的寄存器来完成。同时该管脚通过spdt芯片连接wifi蓝牙芯片的wl_host_wake管脚和sdio_data_2管脚,硬件连接状态切换通过gpio控制spdt芯片来完成。同理,sdio的d3管脚sdio_d3_m0_wifi可以复用为gpio2_b1,连接wifi蓝牙芯片的bt_host_wake管脚作为bt_wake_host脚使用,软件状态切换通过在主控芯片选择写sdio_d3_m0_wifi或gpio2_b1两种状态的寄存器来完成。同时,该管脚通过spdt芯片连接wifi蓝牙芯片的bt_host_wake管脚和sdio_data_3管脚,硬件连接状态切换通过gpio控制spdt芯片来完成。

    5、进一步地,系统进入休眠状态时,所述无线通信模块的主控芯片通过写寄存器切到sdio接口一线模式,只使用sdio的d0管脚,主控芯片对应sdio的d2管脚切为gpio2_b0用作wifi_wake_host功能,对应sdio的d3管脚切为gpio2_b1用作bt_wake_host功能,此时,通过硬件设计实现主控芯片切为wifi_wake_host功能的gpio2_b0管脚与wifi蓝牙芯片的wl_host_wake管脚导通(也就是硬件电路中实现与gpio2_b0管脚相连的spdt开关与wifi蓝牙芯片的wl_host_wake管脚连接,与wifi蓝牙芯片的sdio_data_2管脚断开),切为bt_wake_host功能的gpio2_b1管脚与wifi蓝牙芯片的bt_host_wake管脚导通(也就是硬件电路中实现与gpio2_b1管脚相连的spdt开关与wifi蓝牙芯片的bt_host_wake管脚连接,与wifi蓝牙芯片的sdio_data_3管脚断开)。

    6、进一步地,系统处于唤醒状态时,所述无线通信模块的主控芯片通过写寄存器切到sdio接口四线模式,主控芯片对应sdio的d2管脚切为sdio_d2_m0_wifi功能管脚,通过硬件设计实现主控芯片切为sdio_d2_m0_wifi功能的gpio2_b0管脚与wifi蓝牙芯片的sdio_data_2管脚导通(也就是硬件电路中实现与sdio_d2_m0_wifi管脚相连的spdt开关与wifi蓝牙芯片的sdio_data_2管脚连接,与wifi蓝牙芯片的wl_host_wake管脚断开)。对应sdio的d3管脚切为sdio_d3_m0_wifi功能管脚,通过硬件设计实现主控芯片切为sdio_d3_m0_wifi功能的gpio2_b1管脚与wifi蓝牙芯片的sdio_data_3管脚导通(也就是硬件电路中实现与sdio_d3_m0_wifi管脚相连的spdt开关与wifi蓝牙芯片的sdio_data_3管脚连接,与wifi蓝牙芯片的bt_host_wake管脚断开)。

    7、在一实施例中,如图3b所示,为所述无线通信模块的主控芯片端gpio2_b系列管脚的io复用及寄存器偏移地址,最下面一栏所显示的gpio2b0_sel,是gpio2_b0对应脚位可以支持的io复用,合计有六种:gpio或者gmac0_rxclk或者sdio_d2_m0或者fspi_d2_m1或者i2c8_scl_m1或者uart6_rtsn_m0,其中的sdio_d2_m0是作为sdio数据管脚,gpio是作为通用输入输出管脚。从图3b中,寄存器低4位bit[3:0]配置为全0时对应gpio,即通用输入输出模式,配置为0010时对应sdio_d2_m0,即sdio数据管脚模式。如图中的倒数第二栏所示,gpio2b1_sel是gpio2_b1对应脚位可以支持的io复用,共有六种:gpio或者gmac0_txd2或者sdio_d3_m0或者fspi_d3_m1或者i2c8_sda_m1或者uart6_ctsn_m0,其中sdio_d3_m0是作为sdio数据管脚,gpio是作为通用输入输出管脚。从图3b中,寄存器低4位bit[3:0]配置为全0时对应gpio,即通用输入输出模式,配置为0010时对应sdio_d3_m0,即sdio数据管脚模式。

    8、在一实施例中,如图3c所示,是图3a中wifi蓝牙芯片的局部电路示意图。其中wl_host_wake与sdio_data_2可以通过主控端的gpio2_b0进行控制,bt_host_wake与sdio_data_3可以通过主控端的gpio2_b1进行控制,实际实现中主控端对应sdio的d2管脚需与wl_host_wake和sdio_data_2这两个管脚通过spdt芯片连接,对应sdio的d3管脚需与bt_host_wake和sdio_data_3这两个管脚通过spdt芯片连接,并各自根据需要与其中一个管脚导通。

    9、在一实施例中,如图4a以及图4b所示,是图3a中信号主控芯片sdio部分的电路示意图。在该图中,可以看到对应于sdio的d2管脚可以支持复用为gpio或者gmac0_rxclk或者sdio_d2_m0或者fspi_d2_m1或者i2c8_scl_m1或者uart6_rtsn_m0等六种功能,对应于sdio的d3管脚可以支持复用为gpio或者gmac0_txd2或者sdio_d3_m0或者fspi_d3_m1或者i2c8_sda_m1或者uart6_ctsn_m0等六种功能,通过修改寄存器可以切换其功能,其中第一种是都是对应gpio功能,在作为gpio时,与wifi蓝牙芯片的wl_host_wake管脚和bt_host_wake管脚分别导通后即可接收wifi蓝牙芯片发出的wifi和bt唤醒信号,作为sdio_d2_m0和sdio_d3_m0功能使用时,可以与wifi蓝牙芯片端通过sdio的4线模式进行数据传输。

    10、在一实施例中,如图5所示,主控端gpio2_b4接出来用于控制两个分别用于与wl_host_wake或sdio_data_2,以及bt_host_wake或sdio_data_3进行连接的spdt芯片。spdt芯片选用圣邦微的sgm3167yc6,可以满足sdio高速信号通过及高带宽的要求。至于引入spdt导致的sdio的四个data脚上的信号传输时延方面的差异(sdio_d0_m0_wifi或者sdio_d1_m0_wifi上信号传输快于额外加了spdt电路的sdio_d2_m0_wifi或者sdio_d3_m0_wifi),可以通过调整sdio的四个data脚上的驱动强度进行消除,也就是增强sdio_d0_m0_wifi或者sdio_d1_m0_wifi这两个脚位的驱动强度,使之高于sdio_d0_m0_wifi或者sdio_d1_m0_wifi这两个脚位的驱动强度,到sdio的四个data脚上信号传输时延相同为止,调整好后写入到对应寄存器固定。

    11、在一实施例中,如图6所示,是主控芯片端sdio_data脚驱动强度寄存器,其中gpio2_a6或gpio2_a7或gpio2_b0或gpio2_b1,分别对应sdio_data脚的sdio_d0_m0_wifi,或者sdio_data脚的sdio_d1_m0_wifi,或者sdio_data脚的sdio_d2_m0_wifi,或者sdio_data脚的sdio_d3_m0_wifi,都可以支持2.5毫安、5毫安、7.5毫安、10毫安四档驱动强度,通过配置驱动强度寄存器进行选择。

    12、在一实施例中,如图4a、图4b以及图5所示,本发明的wifi蓝牙芯片的sdio状态控制由主控端的gpio2_b4通过spdt来进行,主控端涉及到sdio与wifi/bt唤醒复用的管脚为gpio2_b0(在sdio_d2_m0_wifi和wifi_wake_host功能间切换),主控端涉及到sdio与wifi/bt唤醒复用的管脚还包括gpio2_b1(在sdio_d3_m0_wifi和bt_host_wake功能间切换),对spdt而言,高电平范围为最低1.5v,gpio2_b4的低电平范围为最高0.6v,主控端的gpio2_b0和gpio2_b1同时工作于sdio_d2_m0_wifi和sdio_d3_m0_wifi功能状态(即两个spdt芯片上都是),或同时工作于wifi_wake_host和bt_host_wake功能状态,切换时间为20微秒以内,如果不是同时工作于上述功能状态组合,则表示出现工作状态异常。

    13、在一实施例中,所述方法用于物联网终端内的无线通信模块,所述无线通信模块的初始状态为休眠状态,所述物联网终端用于接收指令设备发送的无线信号,所述无线通信模块唤醒方法包括:s1,接收指令设备向物联网终端发送的唤醒指令,所述唤醒指令用于改变无线通信模块的休眠状态;s2,将休眠状态的无线通信模块,转变为唤醒状态的无线通信模块;s3,在无线通信模块处于唤醒状态下,保持指令设备以及物联网终端之间的通信连接。

    14、在一实施例中,所述无线通信模块包括互相连接的主控芯片以及wifi蓝牙芯片,所述主控芯片的内部寄存区设置寄存器,所述s2,将休眠状态的无线通信模块,转变为唤醒状态的无线通信模块,包括:s21,改变主控芯片以及wifi蓝牙芯片之间的连接模式,额外从主控芯片中获得可设置的多根管脚;s22,从多根管脚当中,选择至少两根管脚,并改变至少两根管脚的模式和连接关系,将无线通信模块的状态切换到唤醒状态。

    15、在一实施例中,所述s21,改变主控芯片以及wifi蓝牙芯片之间的连接模式,额外从主控芯片中获得可设置的多根管脚,包括:s201,在唤醒状态下,通过主控芯片的寄存器,将主控芯片以及wifi蓝牙芯片之间的连接模式,从sdio接口四线模式切换至sdio接口一线模式,额外获得可设置的三根管脚,所述管脚为sdio数据管脚。

    16、在一实施例中,所述s22,从多根管脚当中,选择至少两根管脚,并改变至少两根管脚的模式和连接关系,将无线通信模块的状态切换到唤醒状态,包括:s202,从主控芯片的三根sdio数据管脚中,选择其中的两根管脚,均设置为gpio模式,即设置为两根gpio模式管脚;s203,断开两根gpio模式管脚与wifi蓝牙芯片的sdio_data管脚之间的连接关系;s204,将两根gpio模式管脚,分别与wifi蓝牙芯片的wifi_host_wake管脚导通,以及与wifi蓝牙芯片的bt_host_wake管脚导通,进而将无线通信模块的状态切换到唤醒状态。

    17、在一实施例中,所述指令设备的设于移动机器人上,所述移动机器人用于巡检,其回收仓用于接收工作人员的工具;所述物联网终端的数量为至少十个,所述物联网终端为便携式物联网终端而且由工作人员所携带,至少十个工作人员以非均匀随机分布的模式分布在预设区域内;所述s3,在无线通信模块处于唤醒状态下,保持指令设备以及物联网终端之间的通信连接之后,所述方法还包括:s301,从位于起始点的指令设备一端,接收其发送的通信指令,所述指令设备以第一位置区域为起始点而且处于可移动状态;s302,接收工作人员从物联网终端的显示界面中,选定的状态信息;s303,将至少十个物联网终端的状态信息,回传给已经移动到第二位置区域的指令设备;s304,追踪至少十个物联网终端的位置,通过移动机器人的回收仓接收所有工具,最后回到初始的第一位置区域。

    18、在一实施例中,所述s304,追踪至少十个物联网终端的位置,通过移动机器人的回收仓接收所有工具,最后回到初始的第一位置区域,包括:s401,以状态信息为依据对至少十个物联网终端进行排序,根据预设筛选规则,从已排序的至少十个物联网终端当中筛选出一个目标终端;s402,以目标终端的实时位置作为移动机器人以及指令设备的下一步移动方向,直至移动机器人的回收仓接收到工具,然后按照其余已排序的至少九个物联网终端的先后顺序,追踪其实时位置,依次回收所有的工具,最后回到初始的第一位置区域。

    19、本技术实施例还提出一种无线通信模块,所述无线通信模块用于执行如第一方面所述的唤醒方法。所述无线通信模块的有益效果为,一方面可以降低无线通信方案的成本,另一方面能够提升主控芯片的外设接入能力。

    20、综上所述,本发明的技术关键点为通过wifi的sdio的4线模式与1线模式转换,在系统休眠时主控芯片端从sdio多出的3根数据管脚中选出两根并使之工作于gpio模式,同时这两根sdio数据管脚与wifi蓝牙芯片的连接分别从wifi的sdio_data管脚切换至wifi的host_wake管脚,以及从wifi的sdio_data管脚切换到bt的host_wake管脚。wifi/bt芯片端有wifi/bt数据传输时,wifi host_wake管脚或bt_host_wake管脚的主控唤醒信号通过与之相连的主控芯片端由sdio_data管脚切换出来并工作于gpio模式的管脚通知主控,同时,主控与wifi之间的连接从sdio的1线模式切回4线模式,然后wifi蓝牙芯片随系统唤醒,唤醒后wifi蓝牙芯片与主控芯片即可以sdio四线模式互相通信。

    21、本发明在系统休眠时从主控端设置寄存器让主控与wifi蓝牙芯片的连接从4线模式变成1线模式,从多出的3根数据线中选出两根设置其管脚工作于gpio模式,同时该管脚与wifi蓝牙芯片的sdio管脚断开连接,转而分别与wifi蓝牙芯片的wifi和bt的host_wake管脚导通,然后wifi/bt芯片随系统进入休眠。wifi/bt有数据传输时,通过wifi蓝牙芯片的wifi host_wake或bt host_wake管脚通知主控,主控在唤醒过程中设置寄存器将与wifi蓝牙芯片的sdio连接从1线模式切回4线模式,即主控芯片端与wifi蓝牙芯片的wifi host_wake管脚和bt host_wake管脚相连的管脚与wifi蓝牙芯片上wifi和bt的host_wake管脚断开连接,而与wifi蓝牙芯片的sdio管脚恢复连接,然后随系统唤醒,唤醒后即可以四线模式互相通信。主控端额外用一个gpio去控制用于切换的spdt(单刀双掷开关)芯片。

    22、本发明可以利用sdio接口1线模式与4线模式下sdio_data线的变化,通过使用spdt芯片,在休眠模式下将主控端暂时不会用到的sdio_d2_m0_wifi对应管脚和sdio_d3_m0_wifi对应管脚切到gpio模式作为wifi_wake_host管脚和bt_wake_host管脚用,在wifi蓝牙芯片有wifi/bt的唤醒信号过来时,上述管脚再切回到sdio_d2_m0_wifi功能和sdio_d2_m0_wifi功能,恢复wifi的sdio的4线模式,然后唤醒主控。此方案可以节省一个gpio管脚资源,可以降低整体方案成本并增加方案可以支持的功能。其原因在于,额外使用主控端一个gpio,4线模式与1线模式切换可以释放sdio_d1_m0_wifi或sdio_d2_m0_wifi或sdio_d3_m0_wifi三个gpio,但实际只能用到其中的两个gpio去替代主控端与wifi蓝牙芯片交互的gpio,还有一个gpio没有合适的主控端与wifi蓝牙芯片交互的gpio可以替代,也无法用于wifi蓝牙芯片以外的地方,所以实际只能节省一个,而非两个gpio。

    23、综上所述,现有带wifi/bt功能的电子设备当中,存在管脚资源紧张的问题,不利于降低无线通信方案的成本,也影响了主控芯片的外设接入能力;本技术方案解决了上述问题,一方面可以降低无线通信方案的成本,另一方面能够提升主控芯片的外设接入能力。


    技术特征:

    1.一种无线通信模块唤醒方法,其特征在于,所述方法用于物联网终端内的无线通信模块,所述无线通信模块的初始状态为休眠状态,所述物联网终端用于接收指令设备发送的无线信号,所述无线通信模块唤醒方法包括:

    2.根据权利要求1所述的无线通信模块唤醒方法,其特征在于,所述无线通信模块包括互相连接的主控芯片以及wifi蓝牙芯片,所述主控芯片的内部寄存区设置寄存器,所述s2,将休眠状态的无线通信模块,转变为唤醒状态的无线通信模块,包括:

    3.根据权利要求2所述的无线通信模块唤醒方法,其特征在于,所述s21,改变主控芯片以及wifi蓝牙芯片之间的连接模式,额外从主控芯片中获得可设置的多根管脚,包括:

    4.根据权利要求3所述的无线通信模块唤醒方法,其特征在于,所述s22,从多根管脚当中,选择至少两根管脚,并改变至少两根管脚的模式和连接关系,将无线通信模块的状态切换到唤醒状态,包括:

    5.根据权利要求1所述的无线通信模块唤醒方法,其特征在于,所述指令设备的设于移动机器人上,所述移动机器人用于巡检,其回收仓用于接收工作人员的工具;所述物联网终端的数量为至少十个,所述物联网终端为便携式物联网终端而且由工作人员所携带,至少十个工作人员以非均匀随机分布的模式分布在预设区域内;所述s3,在无线通信模块处于唤醒状态下,保持指令设备以及物联网终端之间的通信连接之后,所述方法还包括:

    6.根据权利要求5所述的无线通信模块唤醒方法,其特征在于,所述s304,追踪至少十个物联网终端的位置,通过移动机器人的回收仓接收所有工具,最后回到初始的第一位置区域,包括:

    7.一种无线通信模块,其特征在于,所述无线通信模块用于执行如权利要求1至6任意一项所述的唤醒方法。


    技术总结
    本发明涉及一种无线通信模块唤醒方法以及无线通信模块,所述方法用于物联网终端内的无线通信模块,所述无线通信模块的初始状态为休眠状态,所述物联网终端用于接收指令设备发送的无线信号,所述方法包括:接收指令设备向物联网终端发送的唤醒指令,所述唤醒指令用于改变无线通信模块的休眠状态;将休眠状态的无线通信模块,转变为唤醒状态的无线通信模块;在无线通信模块处于唤醒状态下,保持指令设备以及物联网终端之间的通信连接。现有带WIFI/BT功能的电子设备当中,存在管脚资源紧张的问题,不利于降低无线通信方案的成本,也影响了主控芯片的外设接入能力;本申请一方面可以降低无线通信方案的成本,另一方面能够提升主控芯片的外设接入能力。

    技术研发人员:苏政,刘振宇,徐宇锋,李佩,颜侃
    受保护的技术使用者:深圳市科通技术股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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