專利名稱：一種智能卡功耗補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要應(yīng)用于智能卡設(shè)計(jì)的功耗優(yōu)化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和集成電路的不斷發(fā)展，智能卡的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，從手機(jī)SIM卡、交通一卡通到金融卡以及身份認(rèn)證，智能卡在發(fā)揮著重要作用。目前對(duì)于智能卡低功耗設(shè)計(jì)方面的技術(shù)有很多，通常用到的有門控時(shí)鐘設(shè)計(jì)技術(shù)、多電壓域設(shè)計(jì)技術(shù)、多閾值設(shè)計(jì)技術(shù)等，其中門控時(shí)鐘設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用最廣泛也比較容易實(shí)現(xiàn)，后兩者需要工藝庫(kù)的支持。智能卡系統(tǒng)的日益復(fù)雜對(duì)功耗設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，不僅僅是在低功耗，還包括合理的功耗補(bǔ)償。在一些特定應(yīng)用場(chǎng)景下，芯片所接收的能量完全夠用，但是由于芯片功耗突變可能引起電源系不穩(wěn)定，為了解決上述問題在設(shè)計(jì)中采用合理的功耗補(bǔ)償是必要的。本發(fā)明所公開的智能卡功耗補(bǔ)償方法，從系統(tǒng)的角度去考慮功耗補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)。本發(fā)明通過(guò)一系列有序的、可控的操作步驟，減小智能卡的功耗變化，從而提高智能卡的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在通過(guò)合理的功耗補(bǔ)償機(jī)制提高智能卡可靠性，在智能卡功耗產(chǎn)生劇烈變化之前和之后啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的功耗補(bǔ)償電路使智能卡功耗變化幅度減小，保證整個(gè)過(guò)程中功耗的平穩(wěn)過(guò)渡，進(jìn)而改善電源系的穩(wěn)定性提高芯片的可靠性。具體包含以下步驟(I)主控制器為后續(xù)的大功耗操作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。(2)啟動(dòng)功耗補(bǔ)償電路，使智能卡的功耗提升。(3)主控制器繼續(xù)為后續(xù)的大功耗操作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。(4)啟動(dòng)大功耗操作，同時(shí)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。(5)結(jié)束大功耗操作，同時(shí)打開功耗補(bǔ)償電路。
(6)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。通過(guò)一系列有序的、可控的操作步驟，減小智能卡的功耗變化，使芯片在進(jìn)行大功耗操作時(shí)功耗平穩(wěn)過(guò)渡，從而提高智能卡的可靠性。


圖I功耗補(bǔ)償機(jī)制工作流程2沒有功耗補(bǔ)償情況下的功耗變化圖，從圖中可以知道當(dāng)進(jìn)行大功耗運(yùn)算時(shí)功耗變化量為P2-P1，當(dāng)功耗差值大到一定數(shù)量后，會(huì)影響智能卡電源系的穩(wěn)定。圖3 —級(jí)功耗補(bǔ)償情況下的功耗變化圖，功耗補(bǔ)償電路在T0. 5 Tl和T2 T2. 5階段工作，Tl T2屬于大功耗操作執(zhí)行階段，從圖中可以知道由于開啟了功耗補(bǔ)償電路當(dāng)進(jìn)行大功耗運(yùn)算時(shí)功耗變化量為P2-P1. 5和P2-P2. 5，理論上可以降低功耗變化量為原先的一半。如果采用一級(jí)功耗補(bǔ)償電路之后功耗改善還是不滿足需求的情況下，可以采用多級(jí)功耗補(bǔ)償，原理和一級(jí)補(bǔ)償相同。
具體實(shí)施例方式下面以帶大功耗協(xié)處理器智能卡為例進(jìn)行說(shuō)明，其他大功耗操作也可以類似實(shí)現(xiàn)。說(shuō)明過(guò)程中只采用了一級(jí)功耗補(bǔ)償方式，多級(jí)功耗補(bǔ)償方式也可以類似實(shí)現(xiàn)。協(xié)處理器運(yùn)算功耗相對(duì)主控制器的工作功耗比較大，啟動(dòng)協(xié)處理器時(shí)會(huì)產(chǎn)生功耗突變，從而影響電源系的穩(wěn)定。為了提高電源系的穩(wěn)定性，采用功耗補(bǔ)償方法防止功耗突變，包括以下幾個(gè)步驟(I)主控制器準(zhǔn)備協(xié)處理器運(yùn)算數(shù)據(jù)，如配置功能寄存器或參數(shù)、寫入運(yùn)算數(shù)據(jù) 坐寸o(2)啟動(dòng)功耗補(bǔ)償電路。(3)主控制器繼續(xù)準(zhǔn)備協(xié)處理器運(yùn)算數(shù)據(jù)。(4)啟動(dòng)協(xié)處理器運(yùn)算，同時(shí)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。(5)結(jié)束協(xié)處理器運(yùn)算，同時(shí)打開功耗補(bǔ)償電路。(6)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。主控制器準(zhǔn)備協(xié)處理器運(yùn)算數(shù)據(jù)主控制器進(jìn)行協(xié)處理器運(yùn)算之前的一些準(zhǔn)備工作，包括特殊功能寄存器配置、運(yùn)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)置等。啟動(dòng)功耗補(bǔ)償電路打開額外的功耗消耗電路，使芯片的功耗增加。主控制器繼續(xù)準(zhǔn)備協(xié)處理器運(yùn)算數(shù)據(jù)操作內(nèi)容基本和步驟(I)類似，即功耗補(bǔ)償電路的啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置在主控制器準(zhǔn)備協(xié)處理器運(yùn)算數(shù)據(jù)的中間。啟動(dòng)協(xié)處理器運(yùn)算，同時(shí)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路協(xié)處理器開始運(yùn)行，同時(shí)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路，此時(shí)芯片由于啟動(dòng)協(xié)處理器而增加功耗的同時(shí)，也由于關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路而減少一定的功耗，即功耗補(bǔ)償電路起到緩解功耗變化作用。結(jié)束協(xié)處理器運(yùn)算，同時(shí)打開功耗補(bǔ)償電路協(xié)處理器停止運(yùn)行，同時(shí)打開功耗補(bǔ)償電路，此時(shí)芯片由于結(jié)束協(xié)處理器而減少功耗的同時(shí)，也由于開啟功耗補(bǔ)償電路而增加一定的功耗，即功耗補(bǔ)償電路起到緩解功耗變化作用。關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路協(xié)處理器運(yùn)行結(jié)束后為了芯片的低功耗，關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。為了智能卡的低功耗，在正常的工作期間功耗補(bǔ)償電路是關(guān)閉的，只有在進(jìn)行大功耗運(yùn)算時(shí)才會(huì)有序的打開和關(guān)閉。功耗補(bǔ)償電路的級(jí)數(shù)和每一級(jí)的功耗大小，需要根據(jù)具體芯片功耗大小和電源系的承受功耗變化能力來(lái)確定。如圖3所示，功耗補(bǔ)償電路是在大功耗操作執(zhí)行之前啟動(dòng)的(T0. 5)，并在大功耗操作執(zhí)行期間關(guān)閉(Tl T2)，大功耗操作結(jié)束時(shí)開啟(T2)，并穩(wěn)定一段時(shí)間后關(guān)閉(T2. 5)。通過(guò)本發(fā)明公開的智能卡功耗補(bǔ)償方法，使卡在啟動(dòng)大功耗操作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)功耗平穩(wěn)過(guò)渡，有效解決了功耗突變弓I起的可靠性問題。
權(quán)利要求
1.一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，其特征是在智能卡大功耗操作之前和之后啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的功耗補(bǔ)償電路使智能卡功耗變化幅度減小，保證整個(gè)過(guò)程中功耗的平穩(wěn)過(guò)渡，進(jìn)而改善電源系的穩(wěn)定性提高芯片的可靠性，具體步驟如下 (1)主控制器為后續(xù)的大功耗操作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)； (2)啟動(dòng)功耗補(bǔ)償電路，使智能卡的功耗提升； (3)主控制器繼續(xù)為后續(xù)的大功耗操作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)； (4)啟動(dòng)大功耗操作，同時(shí)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路； (5)結(jié)束大功耗操作，同時(shí)打開功耗補(bǔ)償電路； (6)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。
2.如權(quán)利要求I所述的一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，其特征在于在大功耗操作啟動(dòng)之前通過(guò)啟動(dòng)功耗補(bǔ)償電路使智能卡功耗有一定的提升。
3.如權(quán)利要求I所述的一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，其特征在于在大功耗操作啟動(dòng)的同時(shí)關(guān)閉功耗補(bǔ)償電路。
4.如權(quán)利要求I所述的一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，其特征在于在大功耗操作關(guān)閉的同時(shí)打開功耗補(bǔ)償電路。
5.如權(quán)利要求I所述的一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，其特征在于通過(guò)一系列有序的、可控的操作步驟，減小智能卡的功耗變化，提高智能卡的可靠性。
6.如權(quán)利要求I所述的一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，其特征在功耗補(bǔ)償電路的級(jí)數(shù)和每一級(jí)的功耗大小，根據(jù)具體智能卡功耗大小和電源系的承受功耗變化能力來(lái)確定。
全文摘要
本發(fā)明是一種智能卡功耗補(bǔ)償方法，主要應(yīng)用于智能卡設(shè)計(jì)的功耗優(yōu)化領(lǐng)域，采用合理的功耗補(bǔ)償機(jī)制，使智能卡在進(jìn)行功耗變化較大的操作時(shí)芯片功耗能夠平穩(wěn)過(guò)渡，有效解決了功耗突變引起的電源系異常而產(chǎn)生的可靠性問題。
文檔編號(hào)G06K19/077GK102968658SQ20111025725
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者包烏日吐, 馬哲 申請(qǐng)人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司