СПОСОБ И АППАРАТУРА ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МОБИЛЬНОМ ЭЛЕКТРОННОМ УСТРОЙСТВЕ
METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING ENERGY CONSUMPTION IN MOBILE ELECTRONIC DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее раскрытие в общем относится к мобильным электронным устройствам и, более конкретно, к способу и аппаратуре для сокращения потребления энергии в мобильном электронном устройстве.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Текущие мобильные электронные устройства, как, например, смартфоны и планшетные компьютеры, представленные на рынке, страдают от значительно сокращенного времени работы батареи, по сравнению с предыдущими поколениями смартфонов и многофункциональных мобильных телефонов, вследствие увеличенных возможностей связи, а также более сложных приложений, обеспеченных такими устройствами. В то время как современные телефоны предлагают более богатый и приятный опыт конечным пользователям с разнообразными функциями на основе данных, способность покупателя использовать самую базовую функциональность вызова резко сократилась вследствие уменьшенного времени работы батареи между циклами зарядки. Это ведет к многочисленным ситуациям, в которых пользователи не в состоянии сделать базовые голосовые вызовы, когда батарея достигает уровня, близкого к разрядке.
[0003] Чтобы увеличить время работы батареи, пользователи могут выключать функции для сбережения энергии. Например, пользователи могут отключать Bluetooth, Wi-Fi, вибрацию и звуки клавиш и так далее. Пользователи также могут снижать яркость экрана, устанавливать более короткое время выключения экрана и так далее.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ и аппаратуру для сокращения потребления энергии в мобильном устройстве, чтобы решить вышеуказанные недостатки и другие проблемы, связанные с сохранением энергии в мобильных устройствах.
[0005] Один вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ сокращения потребления энергии для мобильного электронного устройства, включающий в себя: отслеживание уровня энергии батареи в мобильном электронном устройстве, определение того, что уровень энергии батареи достиг заранее определенного порога и, на основании определения, завершение первого модуля запуска, выполняемого в данный момент на мобильном электронном устройстве, и активацию второго модуля запуска на мобильном электронном устройстве.
[0006] Другой вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает аппаратуру для сокращения потребления энергии для мобильного электронного устройства, включающую в себя: запоминающее устройство и один или несколько процессоров, связанных с запоминающим устройством и выполненных с возможностью отслеживать уровень энергии батареи в мобильном электронном устройстве, определять, что уровень энергии достигает заранее определенного порога и, на основании определения, завершать первый модуль запуска, выполняемый в данный момент на мобильном электронном устройстве, и активировать второй модуль запуска на мобильном электронном устройстве.
[0007] По меньшей мере, в некоторых вариантах осуществлениях, первый модуль запуска может быть модулем запуска полного опыта пользователя, в то время как, напротив, второй модуль запуска может быть модулем запуска сокращенного опыта пользователя, сберегающим энергию. Когда определено, что порог уровня энергии батареи достигнут, электронное устройство завершает выполняемый в данный момент первый модуль запуска и активирует второй модуль запуска для увеличения времени работы батареи. Следовательно, мобильное электронное устройство может автоматически сохранять свою энергию для базовых неотъемлемых функций, как, например, телефонные вызовы и текстовые сообщения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фиг. 1 изображает отображение GUI мобильного электронного устройства в режиме нормальной работы, использующем первый модуль запуска, и в режиме сбережения энергии, использующем второй модуль запуска, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
[0009] Фиг. 2 является блок-схемой, изображающей мобильное электронное устройство, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
[0010] Фиг. 3 является блок-схемой, концептуально изображающей компоненты модуля запуска, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
[0011] Фиг. 4А-4С являются блок-схемами алгоритма, изображающими способ перехода мобильного электронного устройства в режим сбережения энергии, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Теперь будет сделана подробная ссылка на осуществления настоящего изобретения, примеры которых изображены на сопровождающих чертежах. В последующем описании, многочисленные конкретные детали представлены, чтобы обеспечить четкое понимание настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение можно реализовать на практике без этих конкретных деталей или что различные изменения и замены можно сделать без удаления от сущности и объема настоящего изобретения. В других случаях, хорошо известные способы, процедуры, компоненты и схемы не описаны подробно, чтобы не затруднить чрезмерно аспекты осуществлений.
[0013] Фиг. 1 изображает мобильное электронное устройство 100, например, смартфон или планшетное устройство, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Мобильное электронное устройство 100, как правило, работает в режиме нормальной работы (изображен слева на Фиг. 1), в котором функции на мобильном электронном устройстве работают нормально без ухудшения опыта пользователя ради сбережения энергии батареи. Первый модуль запуска используют для отображения значков функций на экране, как изображено на Фиг. 1. Когда определено, что уровень энергии батареи ниже, чем заранее установленный порог, мобильное электронное устройство 100 работает в режиме сбережения энергии (изображен справа на Фиг. 1). Мобильное электронное устройство 100 может отключать или ухудшать функции, которые не относятся к функциям голосовой связи и текстового сообщения, и отображать только те значки, чьи функции активны. Мобильное электронное устройство 100 переключается с режима нормальной работы на режим сбережения энергии путем переключения от первого модуля запуска ко второму модулю запуска, как описано более подробно ниже. Второй модуль запуска имеет признаки сбережения энергии, которые могут, например, отключать или ухудшать производительность блока (GPU) графической обработки мобильного электронного устройства, устранять графические эффекты, понизить разрешение отображения и/или уменьшить частоту CPU. Многие функции отключают, когда мобильное электронное устройство 100 работает в режиме сбережения энергии, и, соответственно, второй модуль запуска не отображает на экране функции, которые были отключены. Например, второй модуль запуска может отображать только значки на экране для телефонных вызовов и текстового сообщения, как изображено на Фиг. 1.
[0014] Фиг. 2 изображает мобильное электронное устройство 100, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Устройство 100 включает в себя запоминающее устройство 130, контроллер 105 запоминающего устройства, центральный блок (CPU) 101 обработки, блок (GPU) 103 графической обработки, интерфейс 107 периферийного оборудования, радиочастотные (RF) схемы 170, аудио схему 190, экран 111, внешний порт 180, модуль 120 глобальной системы (GPS) позиционирования и систему 150 питания. Эти компоненты связываются по одной или нескольким шинам связи или линиям сигналов. Мобильное электронное устройство 100, например, может быть карманным компьютером, планшетным компьютером, мобильным телефоном, медиапроигрывателем или персональным цифровым помощником (PDA). Различные компоненты, изображенные на Фиг. 2, можно реализовать в аппаратном обеспечении или комбинации аппаратного обеспечения и программного обеспечения, включающей в себя одну или несколько схем обработки сигналов и/или специализированных интегральных схем.
[0015] Запоминающее устройство 130 может включать в себя высокоскоростную оперативную память и также может включать в себя энергонезависимую память, как, например, одно или несколько устройств хранения на магнитных дисках, устройств флэш-памяти или других энергонезависимых твердотельных запоминающих устройств. Доступ к запоминающему устройству 130 другими компонентами устройства 100, как, например, CPU 101, GPU 103 и интерфейс 107 периферийного оборудования, может управляться контроллером 105 запоминающего устройства.
[0016] В других осуществлениях настоящего изобретения, запоминающее устройство 130 может включать в себя хранилище, расположенное удаленно от мобильного электронного устройства 100, например, сетевое хранилище данных, доступ к которому осуществляется по RF схеме 170 или внешнему порту 180, и сеть связи (не изображена), как, например, интернет, интранет(ы), локальные вычислительные сети (LAN), беспроводные локальные вычислительные сети (WLAN), сети (SAN) хранения данных и тому подобное, или любую их подходящую комбинацию.
[0017] Со ссылкой на Фиг. 2, интерфейс 107 периферийного оборудования связывает периферийное оборудование устройства 100 с CPU 101, GPU 103 и запоминающим устройством 130. CPU 101 выполняет различные программы и/или устанавливает команды, хранящиеся в запоминающем устройстве 130, для выполнения различных функций для устройства 100 и обработки данных. GPU 103 управляет функциями графической обработки для экрана 111. В некоторых осуществлениях, функциями графической обработки управляет CPU 101, так что GPU 103 можно заместить.
[0018] Внешний порт 180 адаптирован для связи с другими устройствами либо напрямую, либо удаленно по сети. Например, внешний порт 180 может содержать универсальную серийную шину (USB), FireWire, гнездо для запоминающего устройства для приема внешнего носителя данных и так далее.
[0019] Радиочастотная (RF) схема 170 принимает и отправляет RF сигналы, также называемые электромагнитными сигналами. RF схема 170 преобразует электрические сигналы в/из электромагнитных сигналов и связывается с сетями связи и другими устройствами связи по электромагнитным сигналам. RF схема 170 может включать в себя широко известную схему для выполнения этих функций, включая в себя, но не ограничиваясь, систему антенн, приемопередающее RF устройство, один или несколько усилителей, устройство настройки, один или несколько осцилляторов, цифровой сигнальный процессор, набор микросхем кодека, карту модуля (SIM) идентификации абонента, запоминающее устройство и так далее. RF схема 170 может связываться с сетями, как, например, интернет, интранет и/или беспроводная сеть, как, например, сотовая телефонная сеть, беспроводная локальная вычислительная сеть (WLAN) и/или городская вычислительная сеть (MAN), и другими устройствами по беспроводной связи. Беспроводные сети связи могут использовать любой из множества стандартов, протоколов и технологий связи, включая в себя, но не ограничиваясь, глобальную систему (GSM) мобильной связи, улучшенную GSM (EDGE) для передачи данных, высокоскоростной доступ (HSDPA) по нисходящему каналу линии с пакетной передачей данных, высокоскоростной доступ (HSUPA) по восходящему каналу линии с пакетной передачей данных, широкополосный множественный доступ (W-CDMA) с кодовым разделением каналов, множественный доступ (CDMA) с кодовым разделением каналов, множественный доступ (TDMA) с временным разделением каналов, Bluetooth, Wireless Fidelity (Wi-Fi) (например, IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g и/или IEEE 802.11n), передача (VoIP) голоса по интернет-протоколу, Wi-MAX или любой другой подходящий протокол связи.
[0020] Аудио схема 190 соединяется с одной или несколькими колонками 191 и микрофоном 193. Совместно эти компоненты обеспечивают аудио интерфейс между пользователем и устройством 100. Аудио схема 190 принимает аудио данные от интерфейса 107 периферийного оборудования, преобразует аудио данные в электрический сигнал и передает электрический сигнал колонке(ам) 191. Аудио схема 190 также принимает электрические сигналы, преобразованные микрофоном 193 из звуковых волн. Аудио схема 190 преобразует электрический сигнал в аудио данные и передает аудио данные интерфейсу 107 периферийного оборудования для обработки. Аудио данные можно извлечь из и/или передать запоминающему устройству 130 и/или RF схеме 170 с помощью интерфейса 107 периферийного оборудования.
[0021] Экран 111 может быть сенсорным экраном и обеспечивает как интерфейс вывода, так и интерфейс ввода между устройством и пользователем. Экран 111 отображает визуальный вывод пользователю, что может включать в себя текст, графику, видео и любую их комбинацию. Часть или все из визуального вывода может соответствовать объектам пользовательского интерфейса, дополнительные детали которого описаны ниже. Экран 111 может использовать технологию LCD (жидкокристаллический дисплей) или любые другие известные технологии. Экран 111 также принимает ввод от пользователя на основании осязательного и/или тактильного контакта.
[0022] Устройство 100 также включает в себя систему 150 питания для питания различных компонентов. Система 150 питания может включать в себя батарею 153 для хранения энергии, традиционный модуль 151 отслеживания уровня энергии для отслеживания уровня энергии батареи 153 и любые другие компоненты, связанные с формированием, управлением и распределением питания в мобильных устройствах. Батарея 153 может быть реализована как подзаряжаемая батарея, как, например, литий-ионная батарея, для обеспечения мощности постоянного тока. Модуль 151 отслеживания уровня энергии может включать в себя электронику, связанную с батареей 153, который может обнаруживать уровень энергии батареи 153.
[0023] Операционная система 131, хранящаяся в запоминающем устройстве 130 (например, Android, RTXC, Linux, UNIX, APPLE OS X, Microsoft Windows или встроенная операционная система, как, например, VxWorks) включает в себя различные компоненты программного обеспечения и/или драйверы для регулирования и управления общесистемными задачами (например, управление запоминающим устройством, регулирование устройства хранения, управления питанием и так далее) и способствует связи межу различными компонентами аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Хотя можно применить многие виды операционных систем, в последующем описании будет использована Android в качестве примера для описания осуществлений этого изобретения. Различные приложения 133 можно установить на операционной системе 131.
[0024] Запоминающее устройство 130 также содержит первый модуль 134 запуска и второй модуль 135 запуска. В общем, модуль запуска является программой системы программного обеспечения, которая представляет собой ссылки на экране для запуска других программ системы программного обеспечения, установленных на мобильном электронном устройстве. Необходимо отметить, что другие осуществления настоящего изобретения могут использовать более чем два модуля запуска.
[0025] Фиг. 3 концептуально изображает операционные компоненты модуля запуска. В некоторых осуществлениях настоящего изобретения, модуль запуска может содержать собрание множества заголовков функций, отображаемых пользователю, вместе со ссылками на функциональный код, которые вместе позволяют пользователю идентифицировать заголовок функции и выбрать и открыть ее. Ссылки, представленные модулем запуска, могут включать в себя: окно, отображаемое на экране, которое показывает множество значков функций; список заголовков функций, как, например, раскрывающийся список; или панель инструментов, включенная в интернет браузер или другую программу, с кнопками для открытия функций. Также, модуль запуска может включать в себя один или несколько заголовков, которые позволяют осуществлять доступ к файловым папкам или другим окнам. Как изображено на Фиг. 3, пример модуля 234 запуска включает в себя выполняемый код модуля запуска, встроенный в операционную систему 231. Модуль 234 запуска используют для представления интерфейса пользователя, содержащего заголовки функций (изображены в виде значков) для просмотра на экране мобильного электронного устройства 200. Когда пользователь выбирает заголовок функции по интерфейсу пользователя, модуль запуска выполняет соответствующее выполняемое приложение 233 в запоминающем устройстве 230 для активации соответствующей функции.
[0026] Снова со ссылкой на Фиг. 2, запоминающее устройство 130 может дополнительно включать в себя модуль 132 активации, который взаимодействует с операционной системой 131, первый модуль 134 запуска, второй модуль 135 запуска и модуль 136 ограничения функций, как описано ниже.
[0027] Модуль 132 активации выполнен с возможностью принимать уровень энергии батареи 153, полученный от модуля 151 отслеживания уровня энергии системы 150 питания, сравнивать уровень энергии с заранее определенным порогом и активировать соответствующий модуль 134 или 135 запуска, хранящийся в запоминающем устройстве 130, для устройства 100, в соответствии со сравнением. Порог может вводить или выбирать пользователь. Например, заранее определенный порог может быть 20% (осталось 20% энергии), что значит, что когда уровень энергии батареи 153 больше, чем 20%, мобильное устройство 100 использует первый модуль 134 запуска, иначе, мобильное устройство активирует второй модуль 135 запуска для замещения первого модуля 134 запуска.
[0028] Модуль 132 активации может дополнительно быть выполнен с возможностью активировать функцию, ограничивающую модуль 136, хранящийся в запоминающем устройстве 130. Например, когда уровень энергии меньше, чем заранее определенный порог, модуль 132 активации также может активировать модуль 136 ограничения функций для запуска отключения или ухудшения конкретных функций мобильного устройства 100.
[0029] Первый модуль 134 запуска отображает ссылки для запуска других программ системы программного обеспечения на экране 111 с полным опытом пользователя. Полный опыт пользователя значит, что функции на мобильном устройстве выполняются нормально без ухудшения опыта пользователя ради сбережения энергии батареи 153.
[0030] По сравнению с первым модулем 134 запуска, второй модуль 135 запуска является модулем запуска сокращенного опыта пользователя и применяется, когда устройство вводит режим сбережения энергии. Например, когда модуль 132 активации определяет, что уровень энергии батареи 153 меньше, чем конкретный заранее определенный порог, например, 20%, модуль 132 активации активирует второй модуль 135 запуска.
[0031] В других вариантах осуществления, модуль 136 ограничения функций можно реализовать как часть второго модуля 135 запуска.
[0032] Фиг. 4А-4С являются блок-схемами, изображающими способ переключения от первого модуля 134 запуска ко второму модулю 135 запуска и активации модуля 136 ограничения функций, когда уровень энергии батареи 153 достиг заранее определенного порога, в соответствии с осуществлением изобретения.
[0033] На этапе 301, начать первый модуль 134 запуска. Первоначально, когда батарея 153 полностью заряжена, или уровень энергии батареи 153 больше, чем заранее определенный порог, мобильное устройство 100 начинает выполнение первого модуля 134 запуска. Следовательно, мобильное устройство 100 способно обеспечивать многофункциональную услугу связи и поддерживать нормальную производительность без ухудшения производительности ради сбережения энергии.
[0034] На этапе 302, отслеживать уровень энергии батареи 153. Модуль 151 отслеживания уровня энергии в системе 150 питания продолжает отслеживать уровень энергии батареи 153 и сообщать об уровне энергии батареи 153 операционной системе 131. Модуль 132 активации получает уровень энергии батареи 153 посредством операционной системы 131.
[0035] На этапе 303, определить, что уровень энергии батареи 153 достиг заранее определенного порога. Модуль 132 активации сравнивает полученный уровень энергии батареи 153 с заранее определенным порогом. Например, заранее установленный порог может ввести пользователь, или он может быть настроен производителем мобильного устройства 100. Если порог не достигнут, то модуль 132 активации продолжает отслеживать уровень энергии батареи 153.
[0036] На этапе 305, завершить выполняемый в данный момент первый модуль 134 запуска. Если порог достигнут, то модуль 132 активации завершает выполняемый в данный момент первый модуль 134 запуска и переходит к этапу 306.
[0037] На этапе 306, активировать второй модуль 135 запуска с использованием модуля 132 активации.
[0038] На этапе 304, активировать модуль 136 ограничения функций. Модуль 132 активации может активировать модуль 136 ограничения функций для запуска ухудшения или отключения функций устройства 100. Необходимо отметить, что порог для запуска второго модуля 135 запуска и порог для запуска модуля 136 ограничения функций могут быть или нет одинаковым порогом.
[0039] На этапе 307, отключить или ухудшить функции. Как только второй модуль 135 запуска активирован, второй модуль 135 запуска, как определено выше, может отключить или ухудшить производительность GPU, устранить графические эффекты, понизить разрешение отображения, уменьшить частоту CPU и/или выполнить другие функции, описанные выше.
[0040] Более конкретно, со ссылкой на Фиг. 4В, этап 307 может дополнительно включать в себя один или несколько этапов 307А-307Е.
[0041] На этапе 307А, отключить или минимизировать поддержку GPU. Второй модуль 135 запуска отключил или минимизировал поддержку GPU. Второй модуль 135 запуска отдает команду программному обеспечению более низкого уровня, как, например, ядро операционной системы (OS), по вызовам системы, чтобы либо запустить и зафиксировать частоту GPU 103 на минимально допустимом уровне, либо подать питание на GPU 103 по доступным интерфейсам технических средств GPU. Иначе, второй модуль 135 запуска может быть выполнен с возможностью прорисовывать графику с использованием CPU 101.
[0042] На этапе 307В, отключить прокрутку, поворот или анимацию. Второй модуль 135 запуска отключает поддержку одного или нескольких графических эффектов, включая прокрутку, поворот и анимацию.
[0043] На этапе 307С, уменьшить частоту CPU. Второй модуль 135 запуска может включать в себя код для уменьшения частоты CPU до минимального рабочего уровня. Если CPU имеет множество ядер, то CPU можно установить на режим единственного ядра. Модуль запуска делает это по вызовам системы, отдающим команду компонентам программного обеспечения более низкого уровня, как, например, ядро OS, уменьшить частоту CPU и отключить дополнительные ядра, с помощью устройства управления CPU и интерфейсам активного соединения CPU.
На этапе 307D, отключить графические или текстовые уведомления, отличные от уровня батареи и указателя (RSSI) силы принятого сигнала. Второй модуль 135 запуска поддерживает информацию о статусе уровня батареи, RSSI и часы. Никакие другие графические или текстовые уведомления не поддерживаются.
На этапе 307Е, ухудшить яркость отображения и понизить разрешение отображения. Второй модуль 135 запуска может дополнительно включать в себя код для использования вызовов системы, отдающим команду компонентам более низкого уровня SW, как, например, ядро OS, понизить разрешение отображения, частоту обновления данных или яркость, с помощью соответствующих драйверов устройств.
[0044] Со ссылкой снова на Фиг. 4А, на этапе 308, отключить или ухудшить функции. Когда модуль 136 ограничения функций активирован, модуль 136 отключения функций может начать отключать или ухудшать функции устройства. В осуществлении, модуль 136 ограничения функций может отключать все функции, программы и/или услуги, которые не относятся к функциональности вызова и текстового сообщения.
[0045] Более конкретно, со ссылкой на Фиг. 4С, на этапе 308, модуль 136 ограничения функций, хранящийся в запоминающем устройстве 130, может быть выполнен с возможностью выполнять один или несколько из следующих этапов.
[0046] На этапе 308А, переключить радиомодем на самый базовый доступный режим радиосигналов (например, 2G) или только голосовую поддержку, используя модуль 136 ограничения функций. Модуль 209 ограничения радиомодема может использовать вызовы системы, отдающие команду компоненту более низкого уровня программного обеспечения, как, например, ядро OS, отправлять управляющие сообщения подсистеме модема, чтобы переключить радиомодем только на голосовую поддержку или на самый базовый доступный режим радиосигналов.
[0047] На этапе 308В, отключить одну или несколько услуг передачи данных, включая электронную почту, социальные сети или доступ в интернет. Модуль 136 ограничения функций может использовать закрепленные услуги OS, например, услугу управления операциями, чтобы завершить программы услуг передачи данных.
[0048] На этапе 308С, ограничить аудио функции до голосовых вызовов и проигрывания звуков вызова. Модуль 136 ограничения функций может использовать закрепленную услугу OS, например, услугу управления операциями, чтобы завершить программы, которые используют продвинутые мультимедийные услуги, как, например, музыкальный или видео проигрыватель, и ограничить аудио функции до голосовых вызовов и проигрывания звуков вызова.
[0049] На этапе 308D, отключить Wi-Fi, Bluetooth или GPS. Модуль 136 ограничения функций может деактивировать одну или несколько из следующих функций соединения: Wi-Fi, Bluetooth, подсистемы GPS - с помощью использования стандартных услуг OS, чтобы отключить вышеупомянутые компоненты соединения.
[0050] На этапе 308Е, отключить один или несколько дополнительных компонентов, включая камеру, внешнее хранилище, сенсорные кнопки, дополнительные колонки, внешние LED.
[0051] В некоторых вариантах осуществления, второй модуль 135 запуска может собирать информацию об отключенных или деактивированных функциях, чтобы второй модуль 135 запуска не отображал отключенные или деактивированные функции на экране 111 устройства 100.
[0052] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на его конкретные признаки и осуществления, необходимо понимать, что различные изменения и замены можно сделать без удаления от сущности и объема настоящего изобретения, согласно последующей формуле изобретения.