本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及i/o接口，并且更具體地涉及針對動(dòng)態(tài)可調(diào)模擬前端電路的情境感知控制。

版權(quán)聲明/許可

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背景技術(shù)：

在移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量以及具有由這些設(shè)備提供的功能范圍方面已經(jīng)有了顯著的增加。移動(dòng)設(shè)備可包括諸如智能電話等設(shè)備、可穿戴設(shè)備(諸如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī)或類似設(shè)備、手表、或其他可穿戴設(shè)備)、以及手持式計(jì)算、閱讀和/或游戲設(shè)備。這些移動(dòng)設(shè)備通過數(shù)量越來越多的傳感器或環(huán)境檢測裝備(在本文中統(tǒng)稱為傳感器)來提供經(jīng)改善的用戶接口連接以及增強(qiáng)的功能。許多傳感器生成模擬輸出(可變電壓和/或可變電流輸出)，所述模擬輸出在可由數(shù)字處理部件(微處理器、數(shù)字信號處理器、或其他處理設(shè)備)對其進(jìn)行處理之前必須首先將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。傳感器的示例可包括運(yùn)動(dòng)傳感器、加速度計(jì)、溫度傳感器、陀螺儀、位置傳感器、光檢測器、聲音/噪聲檢測器、或其他傳感器。

所述傳感器中的許多傳感器被并入移動(dòng)設(shè)備中，其中，用戶對所述設(shè)備具有“常通”期待。因此，設(shè)備可以被設(shè)計(jì)成用于跟蹤運(yùn)動(dòng)或者利用無延遲或終端用戶可察覺的延遲對環(huán)境、移動(dòng)或其他狀況的變化進(jìn)行響應(yīng)。具有傳感器的設(shè)備的常通操作傳統(tǒng)上是通過對模擬信號的相應(yīng)常通放大以及對傳感器輸入的模數(shù)轉(zhuǎn)換來完成。然而，這種常通操作需要電力。需要降低形狀因子以便將更多的傳感器和更多的接口集成到現(xiàn)代設(shè)備中。然而，隨著形狀因子的降低，創(chuàng)建具有更小的特征的電子部件，這些特征具有固有地更小增益。這種部件必須受到更強(qiáng)勁地驅(qū)動(dòng)以便為傳感器提供充分的信號放大。

此外，并非所有的傳感器都需要來自afe的相同性能。一些傳感器并不需要某些部件塊有源以產(chǎn)生充分的輸入信號。某些傳感器需要比其他傳感器更高的帶寬和/或更高的增益和/或更高的采樣率。然而，傳統(tǒng)的合并afe被配置成用于提供針對最壞情況輸入的操作，和/或被配置為通用并且消耗現(xiàn)代可穿戴或移動(dòng)設(shè)備太多的電力(例如，1mw電力預(yù)算以上)。在已經(jīng)在afe中嘗試進(jìn)行合并的程度上，傳統(tǒng)的解決方案不可擴(kuò)展至大量的同時(shí)記錄傳感器，而沒有顯著的功率損失。

附圖說明

以下描述包括對具有借助本發(fā)明各實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)方式的示例給出的展示的附圖的討論。附圖應(yīng)通過舉例而非限制的方式來被理解。如本文中所使用的，對一個(gè)或多個(gè)“實(shí)施例”的引用應(yīng)被理解為描述包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的具體特征、結(jié)構(gòu)和/或特性。因此，此處出現(xiàn)的如“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在替換性實(shí)施例中”的短語描述本發(fā)明的各種實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)方式，并且不必全都指同一實(shí)施例。然而，它們也不是必然互斥的。

圖1是主機(jī)上具有動(dòng)態(tài)可編程afe的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，其中，基于所述afe相對于傳感器輸入的已確定操作狀況來調(diào)整所述afe。

圖2是具有動(dòng)態(tài)可編程afe電路的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，基于對輸入特征的特征計(jì)算和/或分類來調(diào)整所述動(dòng)態(tài)可編程afe電路。

圖3是具有多路復(fù)用的動(dòng)態(tài)可編程模擬前端電路的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。

圖4是afe控制系統(tǒng)的操作的實(shí)施例的表示。

圖5是根據(jù)圖形角度和邏輯角度的特征計(jì)算的實(shí)施例的表示。

圖6a是操作動(dòng)態(tài)可編程afe的過程的實(shí)施例的流程圖。

圖6b是用于確定動(dòng)態(tài)可編程afe的操作狀態(tài)的過程的實(shí)施例的流程圖。

圖6c是用于確定針對動(dòng)態(tài)可編程afe的分類的過程的實(shí)施例的流程圖。

圖7是可在其中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可編程afe的計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。

圖8是可在其中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可編程afe的移動(dòng)設(shè)備的實(shí)施例的框圖。

隨后是某些細(xì)節(jié)和實(shí)現(xiàn)方式的描述，包括可以描繪下面所描述的實(shí)施例的部分或全部的附圖描述，以及討論本文所呈現(xiàn)的發(fā)明性概念的其他潛在實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方式。

具體實(shí)施方式

如在此所描述的，一種系統(tǒng)基于確定的操作狀態(tài)來控制動(dòng)態(tài)可編程模擬前端(afe)接口的操作配置。所述afe包括用于與多個(gè)不同的傳感器進(jìn)行接口連接的硬件、以及可從所述多個(gè)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)傳感器中選擇輸入數(shù)據(jù)的模擬處理硬件。所述模擬處理硬件耦合至預(yù)處理器，所述預(yù)處理器從輸入傳感器數(shù)據(jù)(例如，原始傳感器數(shù)據(jù))計(jì)算特征，所述特征表示所述afe的針對所述傳感器的所選操作狀況信息。預(yù)處理器基于傳感器輸入數(shù)據(jù)確定所述afe處于多個(gè)分立操作狀態(tài)中的哪一個(gè)分立操作狀態(tài)。預(yù)處理器可基于所計(jì)算特征和分類引擎來做出確定。預(yù)處理器可動(dòng)態(tài)調(diào)整所述afe的配置以便基于所確定的操作狀態(tài)來調(diào)整其如何與傳感器進(jìn)行接口連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述afe將傳感器接口連接至傳感器中樞和/或微控制器、應(yīng)用處理器、或其他處理器。所述afe接收原始傳感器數(shù)據(jù)，所述原始傳感器數(shù)據(jù)指未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)。所述afe可控制用于進(jìn)行所述接口連接的多個(gè)配置維度中的任何配置維度，包括但不限于基于所述afe的配置來控制放大、帶寬、采樣率、分辨率、所使用的放大器的數(shù)量和類型、和/或其他參數(shù)。afe控制可控制所述afe的設(shè)置以影響配置維度中的任何一個(gè)或多個(gè)配置維度。每一個(gè)都可被控制為開啟或關(guān)閉、和/或被設(shè)置為多個(gè)不同設(shè)置之一。

在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器包括一個(gè)或多個(gè)濾波器，和/或通過配置設(shè)置來應(yīng)用濾波器以便丟棄或忽略對于主處理器或應(yīng)用處理器沒有意義的信號或信號的多個(gè)部分。因此，預(yù)處理器可生成特征以及對輸入信號的分類，所以分類使得所述預(yù)處理器能夠降低主處理器的工作負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器中的afe控制器或控制邏輯可持續(xù)更新afe配置以便提高或優(yōu)化傳感器數(shù)據(jù)的質(zhì)量，同時(shí)還針對采樣效率最小化冗余樣本。將理解的是，諸如“優(yōu)化”和“最小化”等表達(dá)是相對術(shù)語并且不一定意味著達(dá)到了絕對最優(yōu)值或最大值或最小值。相反，優(yōu)化和最小化指達(dá)到基于傳感器輸入的最近歷史針對當(dāng)前狀況進(jìn)行最優(yōu)擬合的水平，包括系統(tǒng)的配置和操作、以及在給定時(shí)間約束內(nèi)可用的處理功率的量。因此，可在建立至系統(tǒng)架構(gòu)中的容差內(nèi)對最優(yōu)值或最小值進(jìn)行約束。

afe控制可提供一個(gè)或多個(gè)控制信號以便使afe一次選擇多個(gè)所連接傳感器之一。在一個(gè)實(shí)施例中，由afe控制提供的控制是到afe的部件的對每個(gè)部件的配置進(jìn)行設(shè)置的數(shù)字信令。針對每個(gè)傳感器，afe控制可根據(jù)具體傳感器的操作狀況來配置afe。可離線學(xué)習(xí)針對每個(gè)傳感器的這種配置，并且afe控制被配置成用于應(yīng)用適當(dāng)?shù)脑O(shè)置或不同的操作狀況。afe控制然后可計(jì)算特征，所述特征指示afe在與所選擇的傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)的操作狀況的信息?；谒?jì)算的信息，afe控制可確定操作狀態(tài)并且針對所述傳感器的具體操作狀態(tài)配置afe接口。因此，預(yù)處理器或afe控制可被認(rèn)為是針對更低的功耗對可重配置的afe進(jìn)行控制和微調(diào)的情境感知。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制可選擇性地關(guān)閉來自一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，在給定的操作狀態(tài)下提供冗余信息的傳感器)的輸入。afe控制可繼續(xù)忽略來自所述傳感器的傳感器數(shù)據(jù)直到其檢測到表明來自所述傳感器的數(shù)據(jù)可能是對主處理器有用的信息的另一操作狀況。作為完全關(guān)閉傳感器輸入的替代，afe控制可僅降低對傳感器進(jìn)行采樣的頻率。其他變體是可能的。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器指示用戶狀態(tài)或環(huán)境狀況。預(yù)處理器可基于對所述傳感器的實(shí)時(shí)分類或者由所述傳感器指示的用戶狀態(tài)或環(huán)境狀況來選擇性地對傳感器信號進(jìn)行采樣和放大。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制基于所確定的用戶狀態(tài)或操作狀態(tài)來微調(diào)afe的采樣率和/或準(zhǔn)確性(分辨率)以便節(jié)約電力。通過控制采樣率或頻率、放大因子以及供應(yīng)至afe的電力，降低了所述設(shè)備所需的凈接通時(shí)間和電力。在一個(gè)實(shí)施例中，由afe控制所計(jì)算或確定的特征是從實(shí)時(shí)輸入數(shù)據(jù)中提取的計(jì)算成本較小的統(tǒng)計(jì)特征。在一個(gè)實(shí)施例中，這種特征可包括但不限于信號均值、功率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制基于預(yù)定參數(shù)對所述傳感器的當(dāng)前操作狀態(tài)進(jìn)行分類。例如，afe控制可被訓(xùn)練或以其他方式被預(yù)編程成用于將輸入數(shù)據(jù)解釋為指示某些操作狀況。

在一個(gè)實(shí)施例中，使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來離線執(zhí)行選擇從原始傳感器數(shù)據(jù)中提取的重要統(tǒng)計(jì)特征以用于進(jìn)行特征或參數(shù)確定和/或準(zhǔn)確分類。afe控制可包括用于執(zhí)行實(shí)時(shí)特征提取和/或分類的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算引擎。在一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)算引擎可以是硬件引擎，而控制所述確定的參數(shù)可以是可編程且可微調(diào)的。在一個(gè)實(shí)施例中，可在任何時(shí)間動(dòng)態(tài)改變這種參數(shù)?？赏ㄟ^機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來設(shè)置這種參數(shù)，所述機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以是在線和/或離線機(jī)器學(xué)習(xí)。

圖1是主機(jī)上具有動(dòng)態(tài)可編程afe的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，其中，基于所述afe相對于傳感器輸入的已確定操作狀況來調(diào)整所述afe。系統(tǒng)100可以是在其中傳感器生成輸入的系統(tǒng)的一個(gè)示例，所述輸入由計(jì)算核(由主機(jī)120來表示)來使用。主機(jī)120響應(yīng)于傳感器輸入而執(zhí)行某些操作。在一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)120可響應(yīng)于傳感器輸入而與人類用戶接口連接。在一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)120是片上系統(tǒng)(soc)。在一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)120是處理器或中央處理單元。將理解的是，soc包括處理器或處理單元以及其他部件。soc可以是具有集成在一起的多個(gè)元件的單個(gè)芯片，或者可以是具有組裝在一起的多個(gè)芯片的單個(gè)封裝體(更通常被稱為多芯片封裝體(mcp))。

無論是作為soc或處理器來使用，主機(jī)120是計(jì)算設(shè)備的計(jì)算核，所述計(jì)算設(shè)備可以是可穿戴設(shè)備、傳感器反饋單元、或提取傳感器輸入的其他系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)120是支持物聯(lián)網(wǎng)(lot)的封裝體的一部分，其中，設(shè)備可聯(lián)網(wǎng)并互連。主機(jī)120包括處理器124，所述處理器可以是cpu(中央處理單元)或其他主處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器124是多核設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)核。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器124是專用處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器124是通用處理器。處理器124執(zhí)行主機(jī)120的主機(jī)操作系統(tǒng)，并且通常包括用于控制主機(jī)120的整體操作的硬件控制邏輯。處理器124還可執(zhí)行用于控制主機(jī)120的整體操作的軟件控制邏輯。處理器124可直接耦合至afe22、或者經(jīng)由傳感器中樞或可比較電路耦合至afe22。處理器124基于從傳感器110收集的數(shù)據(jù)來執(zhí)行操作，并且因此可被認(rèn)為是使用傳感器數(shù)據(jù)的部件。

在一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)120包括存儲(chǔ)器126，所述存儲(chǔ)器表示主機(jī)120的本地存儲(chǔ)器存儲(chǔ)資源。本地存儲(chǔ)器資源指由處理器124可直接尋址的存儲(chǔ)器資源，并且可指高速緩存存儲(chǔ)器和/或主存儲(chǔ)器資源。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器126可以直接集成到相同的集成電路上或者與處理器124相同的封裝體內(nèi)(片上高速緩存)。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器126在包括處理器124的物理封裝體外部。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器126包括易失性存儲(chǔ)器資源。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器126包括非易失性存儲(chǔ)器資源。非易失性存儲(chǔ)器是即使在存儲(chǔ)器電源中斷的情況下仍保持其狀態(tài)的存儲(chǔ)器。易失性存儲(chǔ)器是在存儲(chǔ)器電源中斷的情況下其狀態(tài)不確定的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器126通常存儲(chǔ)用于支持執(zhí)行處理器124的操作的數(shù)據(jù)和代碼。

主機(jī)120包括afe122，所述afe是根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的前端電路。afe122將主機(jī)120接口連接至傳感器110。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122是離散電路(例如，具有來自處理器124的單獨(dú)襯底和/或pcb(印刷電路板))。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122可被實(shí)現(xiàn)為集成和離散部件的組合(例如，對預(yù)處理器進(jìn)行集成并且將其他元件實(shí)現(xiàn)為離散部件)。因此，afe122可被實(shí)現(xiàn)為集成部件設(shè)計(jì)和/或由現(xiàn)成的或?qū)ｉT的離散部件組裝而成。

afe122可包括電壓模式和/或電流模式輸入。電壓模式傳感器輸入提供用于表示傳感器數(shù)據(jù)的可變或模擬電壓。電流模式傳感器輸入提供用于表示傳感器數(shù)據(jù)的可變或模擬電流。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122多路復(fù)用來自傳感器110的輸入以便降低實(shí)現(xiàn)前端所需的模擬電路系統(tǒng)的量。afe122是動(dòng)態(tài)可配置的，其允許前端電路調(diào)整其操作以及對模擬輸入的采樣以提高操作效率。afe122包括用于生成到模擬輸入元件(未詳細(xì)示出)的反饋以便動(dòng)態(tài)調(diào)整所述模擬輸入元件的操作的預(yù)處理器(未詳細(xì)示出)。因此，afe122可在運(yùn)行時(shí)改變操作以提高與傳感器110的接口連接的效率。

傳感器110向主機(jī)120提供數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可包括環(huán)境數(shù)據(jù)(運(yùn)動(dòng)、溫度、環(huán)境光、或其他數(shù)據(jù))、生物特征數(shù)據(jù)(心律、脈沖、皮膚度量、指紋、光學(xué)掃描信息或其他生物特征信息)、或檢測的有關(guān)狀況和/或用戶的其他數(shù)據(jù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。傳感器110包括生成模擬輸出的至少一個(gè)部件。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器110中的一個(gè)或多個(gè)傳感器包括傳感器封裝體內(nèi)的模擬接口電路系統(tǒng)。由這種本地模擬接口電路提供的處理水平可能最小或者可能更加顯著(例如，提供數(shù)字輸出)。傳感器110的示例可包括加速度計(jì)、運(yùn)動(dòng)傳感器、陀螺儀、溫度傳感器、位置傳感器、光檢測器、聲音/噪聲檢測器、或其他傳感器。

將理解的是，并非所有的傳感器110都在相同的定時(shí)周期進(jìn)行操作。每個(gè)傳感器110可具有不同的操作頻率、和/或其向主機(jī)120提供數(shù)據(jù)的不同周期(以及主機(jī)120應(yīng)當(dāng)讀取所述數(shù)據(jù)的周期)。典型地，主機(jī)120的部件的操作頻率以比傳感器高出很多的頻率進(jìn)行操作(例如，傳感器可以以小于1khz的頻率進(jìn)行操作，而主機(jī)120的部件在處理器的mhz以及一些采樣部件的幾十到幾百khz的范圍內(nèi)進(jìn)行操作)。

系統(tǒng)100將模擬前端電路與afe電路122進(jìn)行合并。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122是獨(dú)立式部件或傳感器中樞，所述獨(dú)立式部件或傳感器中樞對來自傳感器110的傳感器輸入進(jìn)行合并以提供至處理器124。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122耦合至傳感器中樞(未詳細(xì)示出)，所述傳感器中樞可與afe122并行操作。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122是處理器124的一部分或soc或多芯片封裝體的電路或部件。afe122允許操作在傳感器封裝體自身內(nèi)具有最小模擬前端或可能地不具有模擬前端的多個(gè)傳感器110。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器110上的模擬前端可被旁路以便與afe122進(jìn)行接口連接。傳感器110上的無前端或最小前端可能仍需要某個(gè)模擬接口連接，諸如用于防止寄生現(xiàn)象淹沒輸出信號的電容式電路系統(tǒng)和/或放大器。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122從傳感器110接收未經(jīng)處理的模擬信號。未經(jīng)處理(unprocessed)可指任何模擬輸出，所述模擬輸出是來自傳感器的不具有前端或具有最小前端的模擬信號。因此，未經(jīng)處理的信號仍可包括信號，所述信號被放大和/或被電容濾波以防止寄生現(xiàn)象淹沒所述信號。未經(jīng)處理指在afe122可控制對信號的采樣、數(shù)字化和處理的情況下所提供的信號。

afe122包括處理部件，所述處理部件將來自傳感器110的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在一個(gè)實(shí)施例中，afe122包括處理邏輯(例如，預(yù)處理器)，所述處理邏輯在將數(shù)據(jù)發(fā)送至主處理器124之前對數(shù)字信號數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。處理邏輯可包括afe控制邏輯，所述afe控制邏輯基于來自傳感器110的輸入對afe操作進(jìn)行配置。在一個(gè)實(shí)施例中，處理邏輯和afe控制邏輯可以是處理器124的一部分，并且可在向?qū)Ｓ锰幚砥鲗Ｓ镁€程或?qū)Ｓ煤颂峁?shù)據(jù)之前對信號執(zhí)行操作。

afe控制邏輯在傳感器輸入當(dāng)中進(jìn)行選擇并且從所選擇的傳感器輸入中提取或計(jì)算特征?？梢跃哂袔讉€(gè)特征、或者多達(dá)幾十個(gè)或多于一百個(gè)的不同特征，所述特征可從傳感器輸入數(shù)據(jù)來計(jì)算。所述特征可包括直接從數(shù)據(jù)(例如，測量數(shù)據(jù))可檢測的和/或間接從數(shù)據(jù)(例如，計(jì)算數(shù)據(jù))可確定的任何類型的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制邏輯從總特征的子集中進(jìn)行選擇，所述子集可顯著地少于可被提取的特征總數(shù)?；谒x擇的多個(gè)特征，afe控制邏輯確定afe的操作狀態(tài)并且設(shè)置afe的配置。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制邏輯存儲(chǔ)所述特征中的一個(gè)或多個(gè)特征。afe控制邏輯可基于所存儲(chǔ)的特征來確定操作狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制邏輯對所述特征進(jìn)行分類，所述分類可用于確定操作狀態(tài)。afe控制邏輯可基于所確定的操作狀態(tài)來控制afe操作。控制afe122的操作可包括設(shè)置采樣參數(shù)或與傳感器進(jìn)行接口連接的其他方面。參數(shù)的設(shè)置可以是針對具體的所選傳感器(例如，對下次選擇要采樣的特定傳感器時(shí)所使用的配置進(jìn)行設(shè)置)。參數(shù)的設(shè)置可以是另外或可替代地針對不同的傳感器，諸如向所選傳感器提供補(bǔ)充或冗余數(shù)據(jù)的傳感器。

圖2是具有動(dòng)態(tài)可編程afe電路的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，基于對輸入特征的特征計(jì)算和/或分類來調(diào)整所述動(dòng)態(tài)可編程afe電路。系統(tǒng)200可以是傳感器在其中生成輸入(所述輸入由計(jì)算核來使用)的系統(tǒng)的一個(gè)示例，并且可以是根據(jù)圖1的系統(tǒng)100的系統(tǒng)的示例。系統(tǒng)200包括多個(gè)傳感器210，所述傳感器生成由應(yīng)用處理器280使用的模擬數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)200包括用于在傳感器210當(dāng)中進(jìn)行選擇的一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器(多工器)220。在一個(gè)實(shí)施例中，多路復(fù)用器220包括電壓模式傳感器的電壓模式輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，多路復(fù)用器220包括電流模式傳感器的電流模式輸入。傳感器的數(shù)量可按比例被設(shè)置為任何數(shù)量，可能包括幾十個(gè)傳感器。

多路復(fù)用器220選擇傳感器210之一。多工器220將信號從所選擇的傳感器傳遞至afe230。afe230包括用于信號放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換的部件，諸如放大器、濾波器(例如，低通抗混疊濾波器)、和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)。在一個(gè)實(shí)施例中，afe230在發(fā)送用于提取統(tǒng)計(jì)特征的數(shù)據(jù)之前對信號進(jìn)行過采樣(例如，數(shù)字低通濾波器操作)以便降低噪聲。系統(tǒng)200包括afe控制240，所述afe控制表示根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例對afe進(jìn)行控制的邏輯。afe控制240從afe230接收數(shù)據(jù)、從所述數(shù)據(jù)提取特征并且基于由afe控制確定的操作狀態(tài)來確定如何控制afe的動(dòng)態(tài)可編程性。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制240包括特征引擎250，所述特征引擎用于從輸入傳感器數(shù)據(jù)中生成或提取特征。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制240包括分類引擎260，所述分類引擎用于對來自輸入傳感器數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行分類。afe控制240包括調(diào)度/數(shù)據(jù)處置引擎270，所述調(diào)度/數(shù)據(jù)處置引擎用于調(diào)度來自傳感器210的傳感器輸入、控制多工器220根據(jù)所述調(diào)度來選擇傳感器并且生成用于控制afe230的設(shè)置的控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270的操作中的某個(gè)操作可以被認(rèn)為是特征引擎250的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270的操作中的某個(gè)操作可以被認(rèn)為是分類引擎260的一部分。每個(gè)引擎250、260、270由硬件處理資源來執(zhí)行。針對由固件和/或其他代碼進(jìn)行的操作，硬件可被配置成用于執(zhí)行與每個(gè)引擎相關(guān)聯(lián)的操作。硬件可以是執(zhí)行全部三個(gè)引擎的同一硬件，或者可以是所述引擎中的一個(gè)或多個(gè)引擎的單獨(dú)硬件。

利用特征生成框252展示了特征引擎250，其表示用于從輸入傳感器數(shù)據(jù)提取或確定特征的邏輯(例如，硬件邏輯、或配置有軟件邏輯的硬件處理器)。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成基于可編程窗口大小來生成特征并且在窗口之間重疊。圖5中提供了這種實(shí)現(xiàn)方式的示例。特征生成252可在執(zhí)行計(jì)算之前從所選擇的傳感器中收集數(shù)據(jù)，并且然后對一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)樣本窗口進(jìn)行操作。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成252存儲(chǔ)足夠的數(shù)據(jù)以填充窗口大小并且從所述數(shù)據(jù)窗口中生成特征。類似于以上所提及的內(nèi)容，可從數(shù)據(jù)生成/提取任何數(shù)量的特征。典型地，將具有多于在實(shí)時(shí)設(shè)置中可合理提取的特征。因此，特征生成252可選擇關(guān)鍵特征并且僅生成所確定的對特定傳感器最有用的那些特征。可通過管理員配置和/或機(jī)器學(xué)習(xí)來確定每個(gè)傳感器的關(guān)鍵特征。特征生成252可將所述特征存儲(chǔ)在引擎270中。特征生成252可將所收集的數(shù)據(jù)或樣本存儲(chǔ)在afe控制240中的高速緩存中。

在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成252取決于所需的分類的準(zhǔn)確性或確定操作狀態(tài)所需的準(zhǔn)確性來提取特征。特征生成252還可基于與afe230接口連接的傳感器210的類型來生成特征。在一個(gè)實(shí)施例中，操作狀態(tài)的確定可以是簡單的活動(dòng)/非活動(dòng)檢測(或類似地，做出輸入對應(yīng)用處理器有意義還是無意義的二進(jìn)制判定)。在這種情況下，特征生成252可生成三個(gè)特征：均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和功率。基于這些特征，afe控制240可對操作狀態(tài)進(jìn)行分類或確定以用于檢測。這種簡單的實(shí)現(xiàn)方式提供了更簡單的且更功率有效的架構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，其他實(shí)現(xiàn)方式利用使用特征(諸如fft(快速傅里葉變換)或小波變換、和/或其他)的更為復(fù)雜的情境處理。生成和使用這種特征可能耗費(fèi)更多的電力。特征生成252可生成特定實(shí)現(xiàn)方式提供對操作狀態(tài)的準(zhǔn)確確定所需的任何特征。

特征生成252可利用計(jì)算成本較少且可重復(fù)使用的計(jì)算邏輯塊來生成特征。因此，相同的邏輯元件塊可用于計(jì)算不同的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成252實(shí)現(xiàn)可變的窗口大小以收集數(shù)據(jù)，并且從不同的窗口中計(jì)算特征。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成252在利用可重復(fù)使用的邏輯塊來執(zhí)行計(jì)算之后通過重復(fù)使用存儲(chǔ)器資源來以最小存儲(chǔ)器需求實(shí)現(xiàn)窗口對窗口重疊。

在一個(gè)實(shí)施例中，分類引擎260對從傳感器接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，其可以基于由特征引擎250生成并存儲(chǔ)的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，特征引擎250生成多于分類引擎260將使用的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，分類基于一個(gè)或多個(gè)特征。分類引擎260被展示為具有分類框262，所述分類框執(zhí)行與對傳感器數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行分類相關(guān)的計(jì)算。將理解的是，分類引擎260的操作不必關(guān)聯(lián)到對特征引擎250的操作的定時(shí)。因此，例如，特征引擎250可從多個(gè)不同的傳感器210中生成相同的特征并且將所述特征存儲(chǔ)在引擎270中。分類262然后可對從一個(gè)傳感器或從多個(gè)不同的傳感器中確定的相同特征進(jìn)行分類。分類262然后也可基于來自一個(gè)或多個(gè)傳感器的多個(gè)特征來進(jìn)行分類。在一個(gè)實(shí)施例中，分類262可利用來自不同傳感器的不同特征來執(zhí)行分析。因此，分類262對僅來自一個(gè)傳感器的特征進(jìn)行分析或者利用來自多個(gè)傳感器的特征的組合進(jìn)行分析。

在一個(gè)實(shí)施例中，分類可以是用于確定操作狀態(tài)的機(jī)制。在一個(gè)實(shí)施例中，簡單的查找確定可基于所計(jì)算特征來標(biāo)識(shí)操作狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，分類可被認(rèn)為包括這種簡單的查找確定。在一個(gè)實(shí)施例中，分類262利用二進(jìn)制決策樹來進(jìn)行分類。如圖4中所展示的一個(gè)示例允許四種不同的狀態(tài)。然而，將理解的是，afe控制240可擴(kuò)展以允許更大數(shù)量的狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施例中，分類262包括多個(gè)不同的分類樹。通過采用多個(gè)不同的分類樹，分類262可提高決策的準(zhǔn)確性和模塊性。在使用不同分類樹的實(shí)現(xiàn)方式中，所述不同的樹可具有不同的任意深度(其將受到存儲(chǔ)器使用率的約束)以用于分類?？呻x線訓(xùn)練分類引擎260以便確定使用哪些參數(shù)或特征、以及可如何配置所述樹。在二進(jìn)制決策樹中，每片葉子可保持活動(dòng)狀態(tài)標(biāo)簽并且對應(yīng)于不同輸入狀況集合。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過特征閾值來對決策樹進(jìn)行導(dǎo)航，從而允許分類262基于與特征閾值進(jìn)行比較的特征值沿每個(gè)分支向下工作?？赏ㄟ^測試各種拆分標(biāo)準(zhǔn)和輸入組合來離線確定所述閾值以便最小化一般化錯(cuò)誤。將理解的是，提高的預(yù)測準(zhǔn)確性將引起更大的電力節(jié)省，因?yàn)楫?dāng)可使用更少的精確傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，afe控制240可降低afe230的采樣率和/或其他參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成252生成時(shí)域特征，并且分類262將基于所述時(shí)域特征進(jìn)行分類。僅使用時(shí)域特征可引起更簡單且更高效存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成252生成與頻域技術(shù)相關(guān)的特征，并且分類262將基于所述特征進(jìn)行分類。

在一個(gè)實(shí)施例中，分類引擎260包括多個(gè)不同的分類樹，所述分類樹可具有不同水平的復(fù)雜性。將理解的是，使用可能的最簡單樹可引起最功率有效的操作。然而，邊緣情況借助更低復(fù)雜度的樹可能不會(huì)得到準(zhǔn)確的分類。在一個(gè)實(shí)施例中，分類262可進(jìn)行樹跳躍，這指從一個(gè)分類樹跳躍到另一個(gè)分類樹。用于跳躍樹的觸發(fā)可基于特定的輸入特征、空閑時(shí)間被設(shè)置，或者可經(jīng)由應(yīng)用處理器280手動(dòng)設(shè)置。因此，當(dāng)afe控制240檢測某些特征情況時(shí)，其可能預(yù)想到許多邊緣情況并且使分類引擎260使用更復(fù)雜的分類樹。此外或可替代地，應(yīng)用處理器280可以信號形式發(fā)送對特殊情況的預(yù)想，所述特殊情況可通過樹跳躍至更為復(fù)雜的決策樹而得到更準(zhǔn)確的分類。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，分類262表示作為默認(rèn)情況可用的最簡單的分類樹，并且可基于所檢測的輸入和/或基于來自應(yīng)用處理器280的信令被改變?yōu)楦鼜?fù)雜的決策算法。使用樹跳躍可通過監(jiān)測處于空閑狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間量來另外為系統(tǒng)200帶來益處，并且可防止所述系統(tǒng)被卡在特定狀態(tài)下。在一個(gè)實(shí)施例中，分類引擎260包括一個(gè)或多個(gè)定時(shí)器，并且判定是否針對閾值時(shí)間量繼續(xù)對相同的操作狀態(tài)進(jìn)行分類。如果達(dá)到閾值時(shí)間，則分類262可跳躍至不同的樹(例如，更復(fù)雜的樹)以便驗(yàn)證當(dāng)前的操作狀態(tài)是準(zhǔn)確的，而非僅僅由于檢測邊緣情況失敗而被卡住。

引擎270可使用分類結(jié)果來確定傳感器210的采樣率和/或afe230的特定配置的其他設(shè)置。引擎270可生成控制信號或其他信號以便設(shè)置afe230的配置。因此，afe控制240可基于傳感器輸入實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制afe230的配置和操作。將理解的是，實(shí)時(shí)操作指繼續(xù)監(jiān)測并且在輸入被生成時(shí)響應(yīng)于所述輸入而繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作。實(shí)時(shí)表明在對輸入進(jìn)行響應(yīng)時(shí)幾乎沒有延遲。

在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270使用在配置過程中由應(yīng)用處理器280加載的一個(gè)或多個(gè)表。所述表可在打開時(shí)被一次加載或者基于由應(yīng)用處理器280做出的評估而被動(dòng)態(tài)加載。引擎270可基于所述一個(gè)或多個(gè)表來調(diào)度傳感器采樣。在一個(gè)實(shí)施例中，所述表可被實(shí)現(xiàn)為寄存器堆，從而保存針對每個(gè)分類的afe230的所有部件的配置信息。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270可基于查找表(lut)機(jī)制進(jìn)行調(diào)度。引擎270可在每傳感器和每分類的基礎(chǔ)上配置afe230。在一個(gè)實(shí)施例中，僅可基于調(diào)度表來觸發(fā)afe230中的adc，并且當(dāng)引起調(diào)度沖突(例如，針對多個(gè)傳感器210中的每個(gè)傳感器具有多種不同的狀態(tài)防止了對afe230的樣本進(jìn)行預(yù)調(diào)度)時(shí)，afe230可在afe不繁忙時(shí)對輸入進(jìn)行排隊(duì)以便按順序執(zhí)行。這種調(diào)度允許利用調(diào)度的采樣時(shí)間到實(shí)際采樣時(shí)間之間的最小延遲來中斷自由操作。

引擎270可包括針對afe230的多個(gè)不同參數(shù)中的任何參數(shù)的控制，從而使得afe控制240能夠以多種方式中的任何方式來動(dòng)態(tài)調(diào)整afe230的操作。控制的示例包括但不限于：控制采樣率、啟用和禁用afe230內(nèi)的整個(gè)電路或邏輯塊、控制adc的采樣分辨率、控制帶寬、控制增益、在高功率部件與低功率部件(例如，放大器)之間進(jìn)行切換、在高精度部件低精度部件(例如，放大器)之間進(jìn)行切換、針對低頻噪聲改善來打開或關(guān)閉斬波器、或其他控制、或組合。

在一個(gè)實(shí)施例中，分類引擎260在每次特征生成252將特征存儲(chǔ)在引擎270中時(shí)觸發(fā)分類262的操作。因此，每次特征被刷新時(shí)，分類262可刷新分類。刷新分類可刷新afe230的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，分類262確定整個(gè)系統(tǒng)200的操作狀態(tài)，而非僅單個(gè)傳感器的操作狀態(tài)。為了確定系統(tǒng)200的操作狀態(tài)，將理解的是，分類262將使用來自多個(gè)傳感器210的輸入。

作為一個(gè)簡單示例，作為圖示被提供并且不以任何方式進(jìn)行限制，考慮系統(tǒng)200被并入到可穿戴活動(dòng)感測設(shè)備中?；顒?dòng)感測設(shè)備的人類用戶將在一天內(nèi)在較活躍與較不活躍中交替。在這種實(shí)現(xiàn)方式中，心跳單獨(dú)可以指示練習(xí)，假設(shè)設(shè)備趨于跟蹤練習(xí)活動(dòng)。然而，與加速度計(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合的心跳數(shù)據(jù)和/或其他生物特征傳感器數(shù)據(jù)可被確定為指示練習(xí)。響應(yīng)于從心跳傳感器和加速度計(jì)中生成的特征，可使系統(tǒng)200確定活躍練習(xí)的操作狀態(tài)。響應(yīng)于確定活躍練習(xí)已經(jīng)開始，引擎270可基于所確定的操作狀態(tài)來增大心跳傳感器(例如，ecg)的采樣率和adc準(zhǔn)確性。將理解的是，可能的示例極其多以至于無法在此列出或表明。

在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270存儲(chǔ)所有傳感器210的當(dāng)前活動(dòng)狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270將當(dāng)前的活動(dòng)狀態(tài)信息和/或傳感器數(shù)據(jù)選擇性地發(fā)送至應(yīng)用處理器280。應(yīng)用處理器280表示系統(tǒng)200被并入到其中的計(jì)算設(shè)備的主處理器。當(dāng)處理器包括配置或編程以及針對特定應(yīng)用的計(jì)算時(shí)間的專用框時(shí)，所述處理器可被稱為應(yīng)用處理器。因此，應(yīng)用處理器280可被認(rèn)為是傳感器輸入數(shù)據(jù)的消費(fèi)者并且基于所述數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270包括用于調(diào)度的擁塞算法，所述擁塞算法可被實(shí)現(xiàn)用于預(yù)料到?jīng)_突的情況。例如，當(dāng)調(diào)度何時(shí)對傳感器210進(jìn)行采樣時(shí)，引擎270可在執(zhí)行時(shí)間而非理想執(zhí)行時(shí)間寫入進(jìn)行采樣的下一時(shí)間。因此，引擎270可通過自然放置(多個(gè))適當(dāng)?shù)臅r(shí)間偏移來避免下一輪采樣中的沖突。在一個(gè)實(shí)施例中，引擎270可打開和關(guān)閉、或僅調(diào)度和不調(diào)度采樣某些傳感器210。在這種情況下，引擎270可包括用于傳感器210的打開和穩(wěn)定時(shí)間的配置信息。在禁用實(shí)際傳感器的情況下，引擎270可將控制信號發(fā)送至單獨(dú)的傳感器以便提高在系統(tǒng)200中的整體系統(tǒng)功率使用。

圖3是具有多路復(fù)用的動(dòng)態(tài)可編程模擬前端電路的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。系統(tǒng)300可以是根據(jù)圖1的系統(tǒng)100的系統(tǒng)或根據(jù)圖2的系統(tǒng)200的系統(tǒng)的一個(gè)示例。系統(tǒng)300包括前端320，所述前端可以是afe的示例。在系統(tǒng)200中，多路復(fù)用器被展示為在afe外部，而前端320包括多路復(fù)用的模擬輸入。前端320耦合至相關(guān)聯(lián)的處理器380，所述處理器最終使用來自模擬輸入的數(shù)據(jù)以便控制計(jì)算設(shè)備的操作。處理器380可以是計(jì)算設(shè)備的主處理器或主機(jī)處理器、或者與主處理器并行執(zhí)行的外圍處理器。前端320內(nèi)的處理元件可以是根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的afe的處理部件的示例。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)300包括生成電壓模式模擬輸出的一個(gè)或多個(gè)傳感器312。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)300包括生成電流模式模擬輸出的一個(gè)或多個(gè)傳感器314。電壓模式輸入可以是單端或差分的。前端320在電壓模式輸入電路系統(tǒng)322處接收來自電壓模式傳感器312的輸入。前端320在電流模式輸入電路系統(tǒng)324處接收來自電流模式傳感器314的輸入。輸入端322和324表示用于接收傳感器信號的引腳或連接器和信號線。在一個(gè)實(shí)施例中，前端320是多路復(fù)用afe，其中，多個(gè)傳感器共享同一模擬電路系統(tǒng)(例如，模擬放大器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器)，這可節(jié)省面積和電力。因此，輸入端322和324將模擬輸入提供至對應(yīng)的多路復(fù)用器332(電壓模式)和334(電流模式)。

在一個(gè)實(shí)施例中，多路復(fù)用器332可從傳感器中312選擇特定的模擬輸入以由放大器342進(jìn)行放大。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器342是可用于增加傳入電壓信號的幅值的可編程增益放大器(pga)。在一個(gè)實(shí)施例中，電流模式多路復(fù)用器334可從傳感器314中選擇特定的模擬輸入以由放大器344進(jìn)行放大。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器344是基于傳入電流的幅值來提供可變電壓輸出的跨阻抗放大器(tia)。因此，放大器342和344兩者均可生成輸出電壓。

放大器342和344將其電壓輸出提供至一個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)356。在一個(gè)實(shí)施例中，前端320包括多路復(fù)用器352或用于將輸出信號從放大器路由至所述一個(gè)或多個(gè)adc的其他選擇邏輯。在一個(gè)實(shí)施例中，前端320包括用于提供在adc之前的濾波器級的濾波器354。濾波器354可包括低通抗混疊濾波器和/或其他更復(fù)雜的濾波器部件。在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器354包括可響應(yīng)于由預(yù)處理器370進(jìn)行的分析而被微調(diào)或調(diào)整的可調(diào)行為。濾波器354可以是基于adc356將采樣的輸入的類型而可調(diào)的。adc356表示可包括多個(gè)不同器件的模數(shù)轉(zhuǎn)換級。還將理解的是，電壓模式輸入端322和/或電流模式輸入端324可被細(xì)分到多個(gè)不同的器件，如可以是多路復(fù)用器332和/或334。adc356將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示。由adc356轉(zhuǎn)換的放大信號是典型地由傳感器進(jìn)行的連續(xù)輸出的離散樣本。因此，adc356可被認(rèn)為是用于創(chuàng)建對樣本的數(shù)字表示或用于生成數(shù)字樣本。

在一個(gè)實(shí)施例中，adc356經(jīng)由總線360將(多個(gè))數(shù)字輸出傳遞至預(yù)處理器370。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370包括多個(gè)數(shù)字信號處理(dsp)框。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370是或包括特制用于普通傳感器類型的多個(gè)dsp單元并且包括可定制為與其他(例如，未來的)傳感器類型進(jìn)行接口連接的動(dòng)態(tài)可編程的dsp單元?？偩€360表示與多個(gè)不同電路部件進(jìn)行接口連接的任何一組或多組信號線。典型地在襯底(在其上對前端320進(jìn)行處理)上將總線360路由至布置在所述襯底上(或中)的各個(gè)部件。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370可執(zhí)行初始分析以便確定傳感器數(shù)據(jù)樣本的質(zhì)量、和/或判定是否已經(jīng)發(fā)生或者正在發(fā)生值得注意的事件(例如，數(shù)據(jù)是否指示將需要處理器380來執(zhí)行操作的事情)。因此，預(yù)處理器可使得處理器380(或傳感器中樞、微控制器、微處理器、dsp、或其他處理部件)能夠休眠直到接收到相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370包括評估傳入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效用的硬接線算法和/或可編程單元的集合。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370是作為處理器380的一部分的混合處理框，但是具有單獨(dú)的電源。處理器380可以是專用處理器?；诔跏继幚砘蝾A(yù)處理，預(yù)處理器370向前端320的模擬部件提供反饋。因此，預(yù)處理器370提供對模擬部件的動(dòng)態(tài)運(yùn)行控制，這可提高部件的操作效率。如在系統(tǒng)300中展示的，控制信號362從總線360反饋至模擬部件。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370可針對多路復(fù)用器(332，334，352)、放大器(342，344)和/或adc354中的一項(xiàng)或多項(xiàng)生成控制信號362?？刂菩盘?62可調(diào)節(jié)如以上所提及的模擬部件的采樣率、帶寬、增益或其他操作參數(shù)。

預(yù)處理器370被展示為包括濾波器372和afe控制374。濾波器372表示預(yù)處理器370中的使得能夠?qū)斎氲臄?shù)字樣本進(jìn)行預(yù)處理的功能。濾波器372可包括任何一種或多種處理能力，諸如但不限于數(shù)字濾波、去噪、離散傅里葉變換(dft)濾波、檢測傳入信號中的峰值(諸如頻率脈沖或信號強(qiáng)度峰值)或其他。afe控制374表示預(yù)處理器370中的用于生成反饋或控制信號的功能，所述反饋或控制信號用于控制模擬部件的采樣操作。

afe控制374可生成用于控制采樣以及前端320與傳感器的接口連接操作的反饋控制信號。afe控制374可生成以下控制信號中的任何一個(gè)或多個(gè)控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成放大器增益控制信號。放大器增益可利用擺幅針對信號上調(diào)增益，所述擺幅不利用放大器的全擺幅或adc的振幅范圍。相反，針對運(yùn)行到導(dǎo)軌中的信號，增益控制信號可下調(diào)增益。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成放大器帶寬控制信號。放大器帶寬控制信號可調(diào)整放大器342和/或344的帶寬與增益之間的折衷操作。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成用于從多路復(fù)用器332、334和/或352中選擇特定輸入的控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成用于諸如通過基于待采樣的輸入的類型調(diào)整操作來調(diào)整濾波器354的濾波的控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成用于調(diào)整adc356的采樣率和/或調(diào)整由adc356生成的輸出信號的多個(gè)位的分辨率(例如，當(dāng)adc能夠生成12位的分辨率時(shí)僅輸出8位的分辨率)的控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成用于使模擬部件休眠或進(jìn)入低功率狀態(tài)的控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374使得預(yù)處理器370能夠生成用于使模擬部件從低功率狀態(tài)中喚醒——諸如在特定狀況下喚醒(例如，特定輸入、大于或小于閾值的輸入、輸入的變化或其他狀況)——的控制信號。在一個(gè)實(shí)施例中，控制374使得預(yù)處理器370能夠生成用于控制前端320將使用的放大級的數(shù)量的控制信號。例如，放大器342和/或344可以是多級放大器，其中，(多個(gè))控制信號362可將兩個(gè)放大器中的任一者或兩者的操作從單級放大器切換到多級放大器。將理解的是，所描述的示例僅是說明性的，并且afe控制374可生成示例中的所選示例和/或未詳細(xì)描述的控制信號。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374包括存儲(chǔ)器376。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制374包括邏輯378，所述邏輯使得afe控制374能夠從來自傳感器的輸入數(shù)據(jù)中生成特征。基于由邏輯378生成的特征，afe控制374生成用于根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例控制前端320的操作的控制信號362。afe控制374響應(yīng)于通過分析所生成的特征確定前端320的操作狀態(tài)而生成控制信號。存儲(chǔ)器376表示afe控制器的本地存儲(chǔ)器設(shè)備。afe控制374將所生成的特征存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器376中以用于分析并確定前端320的操作狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施例中，前端320與可被直接饋通的信號進(jìn)行接口連接而無需放大。將理解的是，adc354可能不能夠?qū)㈦娏髂Ｊ叫盘栟D(zhuǎn)換成數(shù)字輸出，并且因此可能不太可能對tia344進(jìn)行旁路。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，針對電壓模式信號，一個(gè)或多個(gè)控制信號362可控制多路復(fù)用器352將pga342直接旁路至多路復(fù)用器352(或者至adc354，取決于系統(tǒng)配置)。預(yù)處理器370可生成用于控制輸入信號是否對放大器進(jìn)行旁路的控制信號362。

在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370生成用于使前端320的模擬部件能夠使用提供清除信號所必需的最小增益和最大功率的控制信號362。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370可基于傳感器相關(guān)性來對輸入進(jìn)行濾波和控制。例如，考慮不生成完全相同的數(shù)據(jù)的兩個(gè)傳感器，但是在一定情況下其數(shù)據(jù)可以是可重復(fù)的。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器370可基于傳感器之間的數(shù)據(jù)的相關(guān)性來濾波和/或跳過輸入。這種邏輯可內(nèi)置在預(yù)處理器370中和/或被編程到預(yù)處理器370的可編程元件中。

雖然利用針對每個(gè)所描述部件的單個(gè)框展示了前端320，但是將理解的是，可以存在所展示和描述的模擬前端部件中的一個(gè)或多個(gè)模擬前端部件的倍數(shù)。因此，可存在許多耦合至多個(gè)輸入端322和/或324的傳感器310。多個(gè)輸入端可將信號輸入提供至一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器332和/或334。一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器332和/或334可將輸入提供至一個(gè)或多個(gè)放大器342和/或344。一個(gè)或多個(gè)放大器342和/或344可將信號提供至一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器352，所述一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器進(jìn)而可將信號提供至一個(gè)或多個(gè)濾波器354。所述一個(gè)或多個(gè)濾波器354可將信號提供至一個(gè)或多個(gè)adc356，所述一個(gè)或多個(gè)adc對預(yù)處理器370的輸入進(jìn)行采樣。因此，前端320內(nèi)的部件不一定具有一對一關(guān)系，但是可以是一個(gè)部件和另一部件的倍數(shù)。

圖4是afe控制系統(tǒng)的操作的實(shí)施例的表示。圖400包括根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的afe控制邏輯的邏輯操作的三種不同的表示。例如，圖400的圖示可以例示由圖3的afe控制370或圖2的afe控制240實(shí)現(xiàn)的那些操作。為了簡單起見，圖400僅假設(shè)特征和三個(gè)不同的閾值。然而，可擴(kuò)展圖400的表示以便允許顯著更多的特征和閾值。采用決策樹架構(gòu)以用于afe控制的系統(tǒng)的一個(gè)測試采用了7個(gè)特征。所述實(shí)現(xiàn)方式將以更多或更少的特征來繪制。

圖400展示了決策樹410，所述決策樹可以是用于分類的樹的一個(gè)示例。因此，決策樹410還可被稱為分類樹的示例。決策樹410展示了對計(jì)算方差是否低于閾值t1的判定。如果所述方差低于t1，則是(yes)分支，遍歷決策樹410的afe控制邏輯判定均值是否低于閾值t2。如果所述均值低于t2，則是(yes)分支，遍歷決策樹410的afe控制邏輯確定操作狀態(tài)為狀態(tài)s1。如果所述均值高于t2，則否(no)分支，遍歷決策樹410的afe控制邏輯確定操作狀態(tài)為狀態(tài)s2。返回至所述方差確定，如果所述方差高于t1，則否(no)分支，遍歷決策樹410的afe控制邏輯判定均值是否低于閾值t3。如果所述均值低于t3，則是(yes)分支，遍歷決策樹410的afe控制邏輯確定操作狀態(tài)為狀態(tài)s3。如果所述均值高于t3，則否(no)分支，遍歷決策樹410的afe控制邏輯確定操作狀態(tài)為狀態(tài)s4。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制作為寄存器堆實(shí)現(xiàn)決策樹410。作為寄存器堆，afe控制邏輯可存儲(chǔ)用于做出決策的相關(guān)特征以及一個(gè)或多個(gè)閾值。所述控制邏輯還可存儲(chǔ)基于先前的決策而移動(dòng)至的下一節(jié)點(diǎn)、以及將移動(dòng)至的節(jié)點(diǎn)的地址。將觀察到的是，決策樹410的架構(gòu)具有作為是(yes)分支的“左子代”以及作為否(no)分支的“右子代”。左子代指圖400中以圖形表示為在決策節(jié)點(diǎn)的左下方的子代節(jié)點(diǎn)，并且右子代是到?jīng)Q策節(jié)點(diǎn)的右下方的子代節(jié)點(diǎn)。因此，均值<t2是方差<t1的左子代，s1是均值<t2的左子代，并且s3是均值<t3的左子代。其他子代節(jié)點(diǎn)是右子代節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，如在決策樹410中所展示的這種架構(gòu)可在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方式中節(jié)省存儲(chǔ)器。例如，afe控制邏輯可僅存儲(chǔ)被存儲(chǔ)的左子代地址，如果特征小于閾值，則所述左子代地址為目的地。如果特征大于閾值，則afe控制邏輯可被配置成用于訪問比左子代的所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器位置大一的位置。

將理解的是，決策樹410不一定是與圖400相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)中的唯一決策樹，所述決策樹可判定系統(tǒng)是否處于操作狀態(tài)s1、s2、s3或s4下。類似于以上所述的內(nèi)容，系統(tǒng)可允許樹跳躍，以便從決策樹410跳躍至另一決策樹(未示出)，所述另一決策樹可包括附加和/或不同的特征。另一決策樹也可或可替代地包括附加和/或不同的閾值。這種附加決策樹可以比決策樹410更復(fù)雜，并且可在確定邊緣情況時(shí)是有用的。

硬件狀態(tài)表420可以是用于實(shí)現(xiàn)決策樹的表的一種表示，其可以包括決策樹410。在一個(gè)實(shí)施例中，表420是預(yù)加載有狀態(tài)信息的查找表(lut)。將觀察到的是，雖然決策樹410僅包括兩個(gè)特征(方差和均值)，表420包括第三個(gè)、非指定的特征的條目以及附加閾值t4。在一個(gè)實(shí)施例中，除決策樹410之外的決策樹包括特征3的維度和閾值t4。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制中的調(diào)度和數(shù)據(jù)處置框存儲(chǔ)有特征，然后可基于針對系統(tǒng)所學(xué)習(xí)的預(yù)定閾值對所述特征進(jìn)行分類。所述分類可確定操作狀態(tài)，諸如通過遍歷決策樹410。

所述閾值允許決策樹基于特征值是否在不同大小的閾值范圍內(nèi)來選擇操作狀態(tài)。圖形430展示了操作狀態(tài)的二維視圖。操作狀態(tài)存在于二維中，因?yàn)閮H具有兩個(gè)用于確定操作狀態(tài)的特征。如果圖形430展示了相對于附加特征和附加閾值的狀態(tài)，則其將更復(fù)雜(包括額外的維度)。圖400展示了可通過借助生成統(tǒng)計(jì)特征并基于所述特征對傳感器(或整個(gè)系統(tǒng))的狀態(tài)進(jìn)行分類來降低傳感器數(shù)據(jù)的維度從而完成從傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算的特征對操作狀態(tài)的確定。

基于確定在表420中標(biāo)識(shí)的操作狀態(tài)或活動(dòng)狀態(tài)之一，根據(jù)圖400執(zhí)行的afe控制邏輯可調(diào)整afe的采樣率和/或其他性能以便在最小化功耗的同時(shí)改善操作。例如，當(dāng)沒有重要信息要處理時(shí)(例如，針對用戶正在坐著、睡覺或以其他方式不活動(dòng)時(shí)的活動(dòng)跟蹤設(shè)備)，無需以高采樣率以及高準(zhǔn)確性進(jìn)行采樣。然而，當(dāng)從輸入傳感器數(shù)據(jù)中提取的特征指示應(yīng)當(dāng)被發(fā)送至應(yīng)用處理器的感興趣的事件正在發(fā)生時(shí)，afe控制可將采樣率、準(zhǔn)確性和/或其他參數(shù)增至更高水平，其中，所述更高水平將取決于應(yīng)用。分類還可基于來自多個(gè)傳感器的輸入，從而通過融合所述傳感器信息來產(chǎn)生更高的準(zhǔn)確性?？商娲?，可通過融合信息來對高功耗傳感器進(jìn)行較少的采樣以便提取相同的情境，或者可做出將以其他方式不可能的有關(guān)情境的干擾。

對操作狀態(tài)的分類或選擇可擴(kuò)展一個(gè)或多個(gè)傳感器的情境。例如，系統(tǒng)可將情境擴(kuò)展至慣性傳感器的更具體的動(dòng)作(例如，散步、跑步、坐著)或者將空氣質(zhì)量傳感器的情境擴(kuò)展至室內(nèi)與室外或者暴露于污染物與為暴露以便對幾個(gè)非常簡單的示例進(jìn)行命名。在此情況下的情境可指在系統(tǒng)中可檢測的操作狀態(tài)的數(shù)量。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，兩種情景級別(例如，感興趣/不感興趣)可以是足夠的。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可提供每個(gè)傳感器的多種情景級別(例如，四種級別或更多)。

圖5是根據(jù)圖形角度和邏輯角度的特征計(jì)算的實(shí)施例的表示。系統(tǒng)500展示了根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的可由afe控制來執(zhí)行的特征計(jì)算操作。例如，圖2的特征引擎250和/或圖3的afe控制邏輯378可實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)500中展示的計(jì)算相類似的計(jì)算。

將理解的是，計(jì)算或以其他方式提取特征可能需要存儲(chǔ)器資源。可能至少暫時(shí)地需要存儲(chǔ)用于計(jì)算特征的數(shù)據(jù)和/或所計(jì)算特征自身。然而，使用大量的存儲(chǔ)器可增大特征提取的尺寸、成本和功耗。典型地，存儲(chǔ)器使用量是系統(tǒng)約束。系統(tǒng)500展示了還對所使用的存儲(chǔ)器量進(jìn)行管理的特征確定。因此，系統(tǒng)500被展示為保持歷史，但是僅為少量的歷史。系統(tǒng)500展示了出于展示的目的而使用特定的特征(即均值、方差和功率)。然而，將理解的是，可使用所展示的相同技術(shù)從輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算任何數(shù)量的不同特征。

信號510表示來自三個(gè)不同信號的原始數(shù)據(jù)，如從仿真數(shù)據(jù)生成的。信號510表示時(shí)域中的傳感器輸入信號。在系統(tǒng)500的圖示中，什么信號數(shù)據(jù)指哪個(gè)不同的信號的具體細(xì)節(jié)可能不是可檢測的。然而，信號的具體細(xì)節(jié)不一定是顯著的(假定來自不同傳感器的任何數(shù)量的不同信號將全部看起來是不同的)。重點(diǎn)是可針對特征確定來分析多個(gè)傳感器輸入信號數(shù)據(jù)以及隨時(shí)間推移而改變的數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制使用數(shù)據(jù)的窗口大小來確定特征。窗口1、2和3具有相同的大小，并且在不同點(diǎn)處實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，如所展示的，特征確定可采用重疊窗口。將觀察到的是，窗口2在窗口1的中途開始，并且窗口3在窗口2的中途開始(實(shí)際上，一旦窗口1結(jié)束則窗口3便開始)。在一個(gè)實(shí)施例中，可重疊多于所示出的窗口。在一個(gè)實(shí)施例中，可重疊少于所示出的窗口。在窗口重疊更多的實(shí)現(xiàn)方式中，將存在窗口1、2和3將同時(shí)活動(dòng)的某個(gè)時(shí)間段。在窗口重疊更少的實(shí)現(xiàn)方式中，將存在窗口1已結(jié)束且窗口2已開始但窗口3尚未活動(dòng)或尚未開始的某個(gè)時(shí)間段。重疊窗口可防止丟失邊緣情況數(shù)據(jù)。

在每個(gè)窗口中，特征生成引擎計(jì)算信號功率之和(∑x)以及信號功率的平方之和(∑x²)。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成引擎在整個(gè)窗口大小上計(jì)算和。在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成引擎在窗口的子集上計(jì)算和。存儲(chǔ)器520存儲(chǔ)針對給定窗口而計(jì)算的和以及平方和。在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)窗口之后，邏輯530從所述數(shù)據(jù)中計(jì)算或提取特征。

均值取決于樣本之和。功率和標(biāo)準(zhǔn)偏差(方差)取決于樣本之和以及平方和。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，在均值、功率和方差是所使用的特征的情況下，特征生成引擎可僅從保存在存儲(chǔ)器520中的累積和結(jié)果和平方和結(jié)果中計(jì)算特征。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯530單獨(dú)計(jì)算每個(gè)窗口的非重疊區(qū)域和重疊區(qū)域的兩個(gè)結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯530從窗口的累積和以及平方和來計(jì)算特征(一旦窗口大小為全時(shí))。在一個(gè)實(shí)施例中，對針對先前窗口所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行覆寫。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，特征生成引擎可利用可編程窗口大小提取所有必要特征(假設(shè)示出了三個(gè)特征)并且每傳感器使用四個(gè)緩沖器(一個(gè)用于非重疊之和、非重疊平方和、重疊之和、以及非重疊平方和)來進(jìn)行重疊。

在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯530包括三個(gè)可重復(fù)使用的計(jì)算框：加法、平方和平方根。在系統(tǒng)500的示例中，系統(tǒng)可一次實(shí)例化這些框并且在生成不同特征的同時(shí)調(diào)度分享所述框。這種實(shí)現(xiàn)方式可節(jié)省電力和面積。這種實(shí)現(xiàn)方式可利用以下事實(shí)：在一個(gè)實(shí)施例中，在下一數(shù)據(jù)樣本到來之前(例如，一些數(shù)量的時(shí)鐘周期之后)無需完成特征生成。

如所展示的，在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯530可如下計(jì)算均值(例如，信號均值)、方差(例如，信號標(biāo)準(zhǔn)偏差)、和功率(例如，實(shí)際功率)。出于清晰的目的，具有不同虛線的線展示了用于計(jì)算各個(gè)特征的邏輯的流程。例如，邏輯530計(jì)算沿著點(diǎn)劃線的邏輯流程的均值、沿著虛線的邏輯流程的方差、以及沿著實(shí)線的邏輯流程的功率。從而，邏輯530通過對n個(gè)樣本之和求平均來計(jì)算均值；通過取平方和減去所述和(然后通過n個(gè)樣本對所述和求平均)的差以及求平均結(jié)果的平方根來計(jì)算方差；并且通過對n個(gè)樣本的平方和求平均并取求平均結(jié)果的平方根來計(jì)算功率。

圖6a是操作動(dòng)態(tài)可編程afe的過程的實(shí)施例的流程圖。過程600描述了通過確定輸入信號的特征并且基于所述特征確定操作狀態(tài)來操作動(dòng)態(tài)可編程afe。在一個(gè)實(shí)施例中，afe電路是處理器、處理單元、片上系統(tǒng)、或與多個(gè)傳感器設(shè)備接口連接的其他系統(tǒng)的一部分。具體地，afe與生成模擬輸出的傳感器進(jìn)行接口連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe確定檢查模擬輸入，602。在一個(gè)實(shí)施例中，afe在系統(tǒng)級處理器的請求下檢查模擬輸入，所述系統(tǒng)級處理器請求傳感器輸入數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，afe繼續(xù)監(jiān)測模擬輸入，繼續(xù)從多個(gè)傳感器設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行選擇，以便根據(jù)調(diào)度算法對模擬輸入進(jìn)行采樣。在一個(gè)實(shí)施例中，afe根據(jù)一個(gè)或多個(gè)定時(shí)器或調(diào)度機(jī)制按預(yù)定計(jì)劃通過循環(huán)通過輸入來半繼續(xù)監(jiān)測傳感器，以便追蹤何時(shí)要采樣哪個(gè)傳感器。無論是通過來自外部處理器的請求還是通過從內(nèi)部例程的計(jì)劃或確定，afe可被認(rèn)為是用于接收模擬輸入或者基于觸發(fā)對模擬輸入進(jìn)行采樣。所述觸發(fā)可以是請求、定時(shí)器值、或用于對模擬輸入進(jìn)行采樣的過程確定。

afe將控制設(shè)置應(yīng)用于模擬電路部件，604，如由afe控制設(shè)置的。在一個(gè)實(shí)施例中，afe為每個(gè)不同的輸入提供不同的控制設(shè)置。因此，afe可動(dòng)態(tài)調(diào)整待采樣的每個(gè)不同模擬輸入的采樣操作。afe基于如由afe控制確定的操作狀態(tài)而將當(dāng)前設(shè)置應(yīng)用于模擬電路部件。在一個(gè)實(shí)施例中，afe是多路復(fù)用的。因此，作為設(shè)置的一部分或者結(jié)合其他設(shè)置，afe可設(shè)置模擬多路復(fù)用器以便對多個(gè)不同模擬輸入信號之一進(jìn)行采樣，606。

在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器或其他afe控制邏輯對輸入信號進(jìn)行處理并從輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算特征。所計(jì)算特征基于傳感器輸入信號來表示afe的操作狀況信息，608。因此，每個(gè)不同的傳感器可對應(yīng)于afe的不同操作狀況。afe控制的特征生成引擎存儲(chǔ)所計(jì)算特征，并且分類引擎或操作狀態(tài)確定引擎基于所存儲(chǔ)的所計(jì)算特征來確定afe的操作狀態(tài)，610。在一個(gè)實(shí)施例中，操作狀態(tài)對每個(gè)傳感器是唯一的。在一個(gè)實(shí)施例中，分類引擎基于來自多個(gè)傳感器的特征來確定操作狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制是預(yù)處理器或預(yù)處理器的一部分，所述預(yù)處理器在將數(shù)據(jù)發(fā)送至主處理器或應(yīng)用處理器之前對數(shù)據(jù)執(zhí)行初步分析。因此，預(yù)處理器可將數(shù)據(jù)選擇性地發(fā)送至應(yīng)用處理器，612。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器判定輸入數(shù)據(jù)是否基于操作狀態(tài)來表示重要數(shù)據(jù)。將理解的是，關(guān)于什么是重要數(shù)據(jù)的判定將從傳感器到傳感器以及從實(shí)現(xiàn)方式到實(shí)現(xiàn)方式而不同。afe控制選擇性地調(diào)整afe配置的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)以便基于所確定的操作狀態(tài)來調(diào)整其接口連接操作，614。例如，afe控制可生成一個(gè)或多個(gè)控制信號，所述一個(gè)或多個(gè)控制信號用于調(diào)整與afe的質(zhì)量或精度或分辨率相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，調(diào)整采樣精度、帶寬、分辨率、功率和/或一些調(diào)整。。

圖6b是基于操作狀態(tài)來調(diào)整動(dòng)態(tài)可編程afe的過程的實(shí)施例的流程圖。過程620描述了選擇性改變afe配置，諸如在圖6a的614處所描述的。afe控制邏輯基于所計(jì)算特征來確定操作狀態(tài)，622。通過執(zhí)行對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)并對所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)執(zhí)行計(jì)算來執(zhí)行對特征的計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制確定afe的哪些設(shè)置對應(yīng)于所確定的操作狀態(tài)，624。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制可通過參考lut或其他存儲(chǔ)的信息來做出這種確定。

基于設(shè)置應(yīng)當(dāng)是什么，afe控制可判定是否任何設(shè)置需要發(fā)生變化。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制每次當(dāng)在確定不同的操作狀態(tài)時(shí)改變afe設(shè)置。如果afe控制確定改變afe設(shè)置，則626是(yes)分支，afe控制動(dòng)態(tài)調(diào)整使得afe如何接收輸入傳感器數(shù)據(jù)發(fā)生變化的一個(gè)或多個(gè)控制設(shè)置，628。afe控制然后可將數(shù)據(jù)選擇性地發(fā)送至應(yīng)用處理器，630。如果afe控制確定不改變afe設(shè)置，則626否(no)分支，afe控制可將數(shù)據(jù)選擇性地發(fā)送至應(yīng)用處理器，630。afe控制可繼續(xù)循環(huán)通過判定是否基于操作狀態(tài)確定來調(diào)整afe設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，每當(dāng)操作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)觸發(fā)改變afe設(shè)置的過程。

圖6c是用于確定針對動(dòng)態(tài)可編程afe的分類的過程的實(shí)施例的流程圖。過程640描述了對操作狀態(tài)的分類，諸如在圖6a的612處所描述的。在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制對分類樹進(jìn)行標(biāo)識(shí)以用于所計(jì)算特征，642。afe控制分類引擎可訪問由特征生成引擎所存儲(chǔ)的特征。afe控制然后可遍歷所選擇的分類樹以便確定操作狀態(tài)，644。

在一個(gè)實(shí)施例中，afe控制(經(jīng)由分類引擎)可判定是否應(yīng)當(dāng)基于特征歷史來使用不同的分類樹，646。在一個(gè)實(shí)施例中，如果在時(shí)間段內(nèi)選擇相同的操作狀態(tài)，則做出這種判定以便進(jìn)行樹跳躍。如果afe控制確定使用不同的分類樹，則648是(yes)分支，afe控制可基于操作狀態(tài)和/或所計(jì)算特征來設(shè)置不同的樹，650。afe控制然后可基于分類來設(shè)置操作狀態(tài)，652。如果afe控制確定不使用不同的樹，則648否(no)分支，afe控制可基于分類來設(shè)置操作狀態(tài)652并且繼續(xù)循環(huán)通過確定最新所計(jì)算特征的操作狀態(tài)。

圖7是可在其中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可編程afe的計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。系統(tǒng)700表示根據(jù)本文描述的任何實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備，并且可以是膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、游戲或娛樂控制系統(tǒng)、掃描儀、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、路由或交換設(shè)備或其他電子設(shè)備。系統(tǒng)700包括處理器720，所述處理器提供針對系統(tǒng)700的處理、操作管理以及指令執(zhí)行。處理器720可包括任何類型的微處理器、中央處理單元(cpu)、處理核心或其他處理硬件來為系統(tǒng)700提供處理。處理器720控制系統(tǒng)700的總體操作，并且可以是或包括：一個(gè)或多個(gè)可編程通用或?qū)Ｓ梦⑻幚砥?、?shù)字信號處理器(dsp)、可編程控制器、專用集成電路(asic)、可編程邏輯器件(pld)等，或這些設(shè)備的組合。

存儲(chǔ)器子系統(tǒng)730表示系統(tǒng)700的主存儲(chǔ)器，并提供有待由處理器720執(zhí)行的代碼或有待用于執(zhí)行線程的數(shù)據(jù)值的臨時(shí)存儲(chǔ)。存儲(chǔ)器子系統(tǒng)730可包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備，如只讀存儲(chǔ)器(rom)、閃存存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)的一個(gè)或多個(gè)變體、或其他存儲(chǔ)器設(shè)備、或這些器件的組合。除其他項(xiàng)外，存儲(chǔ)器子系統(tǒng)730存儲(chǔ)并主管操作系統(tǒng)(os)736，以提供用于在系統(tǒng)700中執(zhí)行指令的軟件平臺(tái)。此外，其他的指令738被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器子系統(tǒng)730中并從存儲(chǔ)器子系統(tǒng)中被執(zhí)行以提供系統(tǒng)700的邏輯和處理。os736與指令738由處理器720執(zhí)行。存儲(chǔ)器子系統(tǒng)730包括其中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)、指令、程序或其他項(xiàng)的存儲(chǔ)器設(shè)備732。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器子系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器控制器734，它是用于生成命令并將其下發(fā)至存儲(chǔ)器設(shè)備732的存儲(chǔ)器控制器。應(yīng)當(dāng)理解，存儲(chǔ)器控制器734可以是處理器720的物理部分。

處理器720和存儲(chǔ)器子系統(tǒng)730耦合至總線/總線系統(tǒng)710?？偩€710是一個(gè)抽象概念，表示由適當(dāng)?shù)臉颉⑦m配器和/或控制器連接的任何一根或多根單獨(dú)的物理總線、通信線路/接口和/或點(diǎn)對點(diǎn)連接。因此，總線710可以包括，例如，一根或多根系統(tǒng)總線、外圍部件互連(pci)總線、超傳輸或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)(isa)總線、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(scsi)總線、通用串行總線(usb)或電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(ieee)標(biāo)準(zhǔn)1394總線的研究所(通常被稱為“火線”)?？偩€710的總線還可以對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)接口750中的接口。

系統(tǒng)700還包括一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(i/o)接口740、網(wǎng)絡(luò)接口750、一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部大容量存儲(chǔ)設(shè)備760以及耦合至總線710的外設(shè)接口770。i/o接口740可以包括通過其用戶與系統(tǒng)700(例如，視頻、音頻和/或字母數(shù)字接口)相互作用的一個(gè)或多個(gè)接口部件。在一個(gè)實(shí)施例中，i/o接口740包括為用戶提供視覺和/或觸感顯示和/或視覺上可感知的輸出以便與系統(tǒng)700進(jìn)行交互的部件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述顯示器包括包括觸摸屏設(shè)備，所述觸摸屏設(shè)備既向用戶提供輸出又從用戶接收輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，所述顯示器包括向用戶提供輸出的高清晰度(hd)顯示器。高清晰度可以指具有大約100ppi(每英寸像素)或更大的像素密度的顯示，并且可以包括如全hd(例如，1080p)、視網(wǎng)膜顯示、4k(超高清晰度或uhd)或其他的格式。

網(wǎng)絡(luò)接口750為系統(tǒng)700提供用于在一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上與遠(yuǎn)程設(shè)備(例如，服務(wù)器、其他計(jì)算設(shè)備)進(jìn)行通信的能力。網(wǎng)絡(luò)接口750可以包括以太網(wǎng)適配器、無線互連部件、usb(通用串行總線)或其他基于有線或無線標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ械慕涌?。存?chǔ)裝置760可以是或者包括用于以非易失性方式存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的任何常規(guī)介質(zhì)，如一個(gè)或多個(gè)磁的、固態(tài)的或基于光學(xué)的盤，或組合。存儲(chǔ)裝置760將代碼或指令和數(shù)據(jù)762保持在持久狀態(tài)中(即，盡管系統(tǒng)700斷電，值仍被保留)。存儲(chǔ)裝置760通常可被認(rèn)為是“存儲(chǔ)器”，盡管存儲(chǔ)器730正執(zhí)行或操作存儲(chǔ)器為處理器720提供指令。雖然存儲(chǔ)裝置760是非易失性的，但是存儲(chǔ)器730可以包括易失性存儲(chǔ)器(即，如果系統(tǒng)700斷電，則數(shù)據(jù)的值或狀態(tài)不確定)。

外圍接口770可以包括以上未具體提及的任何硬件接口。外圍設(shè)備通常指依賴性連接至系統(tǒng)700的設(shè)備。從屬連接是在其中系統(tǒng)700提供在其上執(zhí)行操作的軟件和/或硬件平臺(tái)并且用戶與其進(jìn)行交互的連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，處理器720包括afe722，所述afe是根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的前端電路。afe722將處理器720接口連接至多個(gè)傳感器724，所述多個(gè)傳感器可例如經(jīng)由i/o接口740和/或外圍接口770而連接。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器724經(jīng)由在系統(tǒng)700中示出的未涉及的接口而連接。afe722是動(dòng)態(tài)可配置的，其允許前端電路基于所確定的操作狀態(tài)來調(diào)整其操作。afe722包括afe控制(未詳細(xì)示出)，所述afe控制從輸入傳感器數(shù)據(jù)生成特征并且從所生成的特征確定操作狀態(tài)?；诓僮鳡顟B(tài)，afe控制調(diào)整afe的操作以便提高接口連接并節(jié)省功率。

圖8是可在其中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可編程afe的移動(dòng)設(shè)備的實(shí)施例的框圖。設(shè)備800代表移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，如計(jì)算平板機(jī)、移動(dòng)電話或智能電話、支持無線的電子閱讀器、可穿戴計(jì)算設(shè)備或其他移動(dòng)設(shè)備。應(yīng)理解的是，總體上示出了某些部件，但在設(shè)備800中并未示出這個(gè)設(shè)備的全部部件。

設(shè)備800包括處理器810，所述處理器執(zhí)行設(shè)備800的主處理操作。處理器810可以包括一或多個(gè)物理器件，如微處理器、應(yīng)用處理器、微控制器、可編程邏輯器件、或其他處理裝置。由處理器810執(zhí)行的處理操作包括于其上執(zhí)行應(yīng)用和/或器件功能的操作平臺(tái)或操作系統(tǒng)的執(zhí)行。處理操作包括與人類用戶的或與其他設(shè)備的與i/o(輸入/輸出)有關(guān)的操作、與電源管理有關(guān)的操作、和/或與將設(shè)備800連接至另一個(gè)設(shè)備有關(guān)的操作。處理操作還可以包括與音頻i/o和/或顯示i/o有關(guān)的操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備800包括音頻子系統(tǒng)820，其代表與向計(jì)算設(shè)備提供音頻功能相關(guān)聯(lián)的硬件(例如，音頻硬件和音頻電路)和軟件(例如，驅(qū)動(dòng)器、編解碼器)部件。音頻功能可以包括揚(yáng)聲器和/或耳機(jī)輸出以及麥克風(fēng)輸入。用于這種功能的設(shè)備可以被集成到設(shè)備800中或連接至設(shè)備800。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶通過提供由處理器810接收并處理的音頻命令來與設(shè)備800進(jìn)行交互。

顯示子系統(tǒng)830代表為用戶提供視覺和/或觸感顯示和/或視覺上可感知的輸出以便與計(jì)算設(shè)備進(jìn)行交互的硬件(例如，顯示設(shè)備)和軟件(例如，驅(qū)動(dòng)器)部件。顯示子系統(tǒng)830包括顯示界面832，所述顯示界面包括用于向用戶提供顯示的特定屏幕或硬件設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示界面832包括與處理器810分離的邏輯，所述邏輯用于執(zhí)行與顯示有關(guān)的至少一些處理。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示子系統(tǒng)830包括觸摸屏設(shè)備，所述觸摸屏設(shè)備既向用戶提供輸出又從用戶接收輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示子系統(tǒng)830包括向用戶提供輸出的高清晰度(hd)顯示器。高清晰度可以指具有大約100ppi(每英寸像素)或更大的像素密度的顯示，并且可以包括如全hd(例如，1080p)、視網(wǎng)膜顯示、4k(超高清晰度或uhd)或其他的格式。

i/o控制器840表示與用戶的交互相關(guān)的硬件設(shè)備和軟件部件。i/o控制器840可操作用于管理作為音頻子系統(tǒng)820和/或顯示子系統(tǒng)830的一部分的硬件。此外，i/o控制器840展示連接至設(shè)備800的附加設(shè)備的連接點(diǎn)，通過所述連接點(diǎn)用戶可以與所述系統(tǒng)進(jìn)行交互。例如，可以附接到設(shè)備800的設(shè)備可以包括麥克風(fēng)設(shè)備、揚(yáng)聲器或立體聲系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)或其他顯示設(shè)備、鍵盤或鍵板設(shè)備、或者如讀卡器或其他設(shè)備的用于特定應(yīng)用的其他i/o設(shè)備。

如上所述，i/o控制器840可以與音頻子系統(tǒng)820和/或顯示子系統(tǒng)830進(jìn)行交互。例如，通過麥克風(fēng)或其他音頻設(shè)備的輸入可為設(shè)備800的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用或功能提供輸入或命令。此外，替代或除了顯示輸出之外，還可以提供音頻輸出。在另一個(gè)示例中，如果顯示子系統(tǒng)包括觸摸屏，則所述顯示設(shè)備還充當(dāng)輸入設(shè)備，其可以通過i/o控制器840至少部分地進(jìn)行管理。在設(shè)備800上還可以有額外的按鈕或開關(guān)用于提供由i/o控制器840管理的i/o功能。

在一個(gè)實(shí)施例中，i/o控制器840管理設(shè)備，如加速度度計(jì)、照相機(jī)、光傳感器或其他環(huán)境傳感器、陀螺儀、全球定位系統(tǒng)(gps)或可以被包括在設(shè)備800中的其他硬件。輸入可為直接用戶交互的一部分，以及向系統(tǒng)提供環(huán)境輸入以影響其操作(如，過濾噪聲、調(diào)整用于亮度檢測的顯示、將閃存應(yīng)用于照相機(jī)、或者其他特征)。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備800包括電源管理850，所述電源管理對電池電量使用、電池充電以及與節(jié)電操作有關(guān)的特征進(jìn)行管理。

存儲(chǔ)器子系統(tǒng)860包括用于將信息存儲(chǔ)在設(shè)備800中的(多個(gè))存儲(chǔ)器設(shè)備862。存儲(chǔ)器子系統(tǒng)860可以包括非易失性(即使存儲(chǔ)器設(shè)備斷電也不改變狀態(tài))和/或易失性(如果存儲(chǔ)器設(shè)備斷電則狀態(tài)不定)存儲(chǔ)器設(shè)備。存儲(chǔ)器860可以存儲(chǔ)應(yīng)用數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、音樂、照片、文檔或其他數(shù)據(jù)，以及與系統(tǒng)800的應(yīng)用和功能的執(zhí)行有關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)(長期的或者臨時(shí)的)。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器子系統(tǒng)860包括存儲(chǔ)器控制器864(其也可以被認(rèn)為是系統(tǒng)800的控制的一部分，并有可能被認(rèn)為是處理器810的一部分)。存儲(chǔ)器控制器864包括調(diào)度器，用于生成并下發(fā)命令至存儲(chǔ)器設(shè)備862。

連接870包括硬件設(shè)備(例如，無線和/或有線連接器以及通信硬件)和軟件部件(例如，驅(qū)動(dòng)器、協(xié)議棧)，以使設(shè)備800與外部設(shè)備進(jìn)行通信。外部設(shè)備可以是單獨(dú)的設(shè)備(如其他計(jì)算設(shè)備、無線接入點(diǎn)或基站)以及外圍設(shè)備(如耳機(jī)、打印機(jī)或其他設(shè)備)。

連接870可以包括多種不同類型的連接。出于概括，以蜂窩連接872和無線連接874展示了設(shè)備800。蜂窩連接872總體上指的是由無線載波提供的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接，如，經(jīng)由gsm(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))或其變體或衍生體、cdma(碼分多址)或其變體或衍生體、tdm(時(shí)分復(fù)用)或其變體或衍生體、lte(長期演進(jìn)，也被稱為“4g”)或其變體或衍生體或者其他蜂窩服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)提供的。無線連接874指非蜂窩的無線連接，并且可以包括個(gè)人局域網(wǎng)(如，藍(lán)牙)、局域網(wǎng)(例如，wi-fi)和/或廣域網(wǎng)(例如，wimax)，或者其他無線通信。無線通信是指通過非固態(tài)介質(zhì)通過使用經(jīng)調(diào)制的電磁輻射的數(shù)據(jù)傳送。有線通信是通過固態(tài)通信介質(zhì)發(fā)生的。

外圍連接880包括用于進(jìn)行外周連接的硬件接口和連接器，以及軟件部件(例如，驅(qū)動(dòng)器、協(xié)議棧)。應(yīng)理解的是，設(shè)備800可以是到其他計(jì)算設(shè)備的外圍設(shè)備(882的“到”)，也可以具有連接至其的外圍設(shè)備(884的“來自”)。設(shè)備800通常具有用于連接至其他計(jì)算設(shè)備的“接口連接”連接器，以用于如管理(例如，下載和/或上載、更改、同步)設(shè)備800上的內(nèi)容。此外，接口連接連接器可以允許設(shè)備800連接至特定外圍設(shè)備，所述特定外圍設(shè)備允許設(shè)備800控制例如到視聽或其他系統(tǒng)的內(nèi)容輸出。

除了專用的接口連接連接器或其他專用連接硬件以外，設(shè)備800可以經(jīng)由基于公共或標(biāo)準(zhǔn)的連接器進(jìn)行外圍連接880。公共類型可以包括通用串行總線(usb)連接器(其可以包括任意數(shù)量的不同硬件接口)、包括小型顯示端口(mdp)的顯示端口、高清晰度多媒體接口(hdmi)、火線或其他類型。

在一個(gè)實(shí)施例中，處理器810包括afe812，所述afe是根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的前端電路。afe812將處理器810接口連接至多個(gè)傳感器(未詳細(xì)示出，但可經(jīng)由i/o控制器840而連接)。afe812是動(dòng)態(tài)可配置的，其允許前端電路基于所確定的操作狀態(tài)來調(diào)整其操作。afe812包括afe控制(未詳細(xì)示出)，所述afe控制從輸入傳感器數(shù)據(jù)生成特征并且從所生成的特征確定操作狀態(tài)?；诓僮鳡顟B(tài)，afe控制調(diào)整afe的操作以便提高接口連接并節(jié)省功率。

在一個(gè)方面中，一種用于操作模擬前端(afe)的方法包括：選擇耦合至所述afe的多個(gè)傳感器之一；從所述傳感器接收輸入傳感器數(shù)據(jù)；基于所述輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算所述傳感器的特征，所述特征表示所述afe的針對所述傳感器的所選操作狀況信息；基于所述所計(jì)算特征來確定所述afe的多個(gè)分立操作狀態(tài)中針對所述傳感器的一個(gè)分立操作狀態(tài)；以及基于所述確定的操作狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整所述afe的操作以與所述傳感器進(jìn)行接口連接，包括控制所述afe的配置，所述配置控制所述afe如何從所述傳感器接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，其中，計(jì)算特征進(jìn)一步包括：至少計(jì)算信號均值、信號標(biāo)準(zhǔn)偏差和實(shí)際功率。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，計(jì)算特征進(jìn)一步包括：通過針對時(shí)間窗口累積數(shù)據(jù)來計(jì)算特征。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，針對所述時(shí)間窗口累積數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括：針對重疊時(shí)間窗口和連續(xù)非重疊時(shí)間窗口兩者累積數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，確定多個(gè)分立操作狀態(tài)中的一個(gè)分立操作狀態(tài)包括：通過基于存儲(chǔ)的所計(jì)算特征而遍歷決策樹來將操作狀況信息分類為所述多個(gè)分立操作狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，對所述操作狀況信息進(jìn)行分類包括：基于所計(jì)算操作狀況信息在多個(gè)決策樹之一當(dāng)中進(jìn)行切換。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述傳感器是多個(gè)傳感器之一，并且其中，接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)包括從多個(gè)傳感器接收輸入傳感器數(shù)據(jù)；其中，所述確定多個(gè)分立操作狀態(tài)中的所述一個(gè)分立操作狀態(tài)包括基于來自所述多個(gè)傳感器的所述輸入傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，控制所述afe的配置包括：動(dòng)態(tài)改變所述afe相對于所述傳感器的采樣分辨率的設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，控制所述afe的配置包括：動(dòng)態(tài)改變所述afe相對于所述傳感器的帶寬的設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，控制所述afe的配置包括：當(dāng)與所述傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)選擇性地啟用和禁用所述afe的硬件部件。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，控制所述afe的配置包括：當(dāng)與所述傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)在所述afe的高精度部件與低精度對應(yīng)部件之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，控制所述afe的配置包括：當(dāng)與所述傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)在所述afe的高功率部件與低功率對應(yīng)部件之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。

在一個(gè)方面中，一種前端電路包括：多個(gè)硬件輸入接口，所述多個(gè)硬件輸入接口用于從多個(gè)傳感器接收多個(gè)未經(jīng)處理的輸入傳感器數(shù)據(jù)；模擬處理硬件，所述模擬處理硬件用于選擇所述多個(gè)傳感器之一并且處理所述所選傳感器的輸入傳感器數(shù)據(jù)；以及處理器，所述處理器用于基于所述輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算所述傳感器的特征，所述特征表示針對所述傳感器的所述模擬處理硬件的所選操作狀況信息；基于所述所計(jì)算特征來確定所述模擬處理硬件的多個(gè)分立操作狀態(tài)中針對所述傳感器的一個(gè)分立操作狀態(tài)；以及基于所述確定的操作狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整所述模擬處理硬件的操作以與所述傳感器進(jìn)行接口連接，包括控制所述模擬處理硬件的配置，所述配置控制所述模擬處理硬件如何從所述傳感器接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于計(jì)算特征進(jìn)一步包括所述處理器用于執(zhí)行以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：針對時(shí)間窗口累積數(shù)據(jù)或者至少計(jì)算信號均值、信號標(biāo)準(zhǔn)偏差和實(shí)際功率。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于計(jì)算特征進(jìn)一步包括：所述處理器用于針對時(shí)間窗口累積數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于針對重疊時(shí)間窗口和連續(xù)非重疊時(shí)間窗口兩者累積數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括用于通過基于存儲(chǔ)的所計(jì)算特征而遍歷決策樹來將操作狀況信息分類為所述多個(gè)分立操作狀態(tài)的所述處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于對所述操作狀況信息進(jìn)行分類包括：所述處理器用于基于所計(jì)算操作狀況信息在多個(gè)決策樹之一當(dāng)中進(jìn)行切換。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述傳感器是多個(gè)傳感器之一，并且其中，所述多個(gè)硬件輸入接口用于從多個(gè)傳感器接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)；其中，所述處理器用于基于來自所述多個(gè)傳感器的所述輸入傳感器數(shù)據(jù)來確定多個(gè)分立操作狀態(tài)中的所述一個(gè)分立操作狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于控制所述模擬處理硬件的所述配置，包括：動(dòng)態(tài)改變所述模擬處理硬件相對于所述傳感器的采樣分辨率的設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于控制所述模擬處理硬件的所述配置，包括：動(dòng)態(tài)改變所述模擬處理硬件相對于所述傳感器的帶寬的設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于控制所述模擬處理硬件的所述配置，包括：當(dāng)與所述傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)選擇性地啟用和禁用所述模擬處理硬件的硬件部件。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于控制所述模擬處理硬件的所述配置，包括：當(dāng)與所述傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)在所述模擬處理硬件的高精度部件與低精度對應(yīng)部件之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，所述處理器用于控制所述模擬處理硬件的所述配置，包括：當(dāng)與所述傳感器進(jìn)行接口連接時(shí)在所述模擬處理硬件的高功率部件與低功率對應(yīng)部件之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。

在一個(gè)方面中，一種系統(tǒng)包括：前端電路，所述前端電路包括：多個(gè)硬件輸入接口，所述多個(gè)硬件輸入接口用于從多個(gè)傳感器接收多個(gè)未經(jīng)處理的輸入傳感器數(shù)據(jù)；模擬處理硬件，所述模擬處理硬件用于選擇所述多個(gè)傳感器之一并且處理所述所選傳感器的輸入傳感器數(shù)據(jù)；以及處理器，所述處理器用于基于所述輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算所述傳感器的特征，所述特征表示針對所述傳感器的所述模擬處理硬件的所選操作狀況信息；基于所述所計(jì)算特征來確定所述模擬處理硬件的多個(gè)分立操作狀態(tài)中針對所述傳感器的一個(gè)分立操作狀態(tài)；以及基于所述確定的操作狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整所述模擬處理硬件的操作以與所述傳感器進(jìn)行接口連接的，包括控制所述模擬處理硬件的配置，所述配置控制所述模擬處理硬件如何從所述傳感器接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)；觸摸屏顯示器，所述觸摸屏顯示器被配置成用于基于在所述前端電路處接收的數(shù)據(jù)來生成顯示。相對于所述前端電路而描述的任何實(shí)施例還可應(yīng)用于所述系統(tǒng)。

在一個(gè)方面中，一種制品，包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有存儲(chǔ)于其上的內(nèi)容，所述內(nèi)容當(dāng)被訪問時(shí)使計(jì)算設(shè)備執(zhí)行針對模擬前端(afe)的操作，包括：選擇耦合至所述afe的多個(gè)傳感器之一；從所述傳感器接收輸入傳感器數(shù)據(jù)；基于所述輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算所述傳感器的特征，所述特征表示所述afe的針對所述傳感器的所選操作狀況信息；基于所述所計(jì)算特征來確定所述afe的多個(gè)分立操作狀態(tài)中針對所述傳感器的一個(gè)分立操作狀態(tài)；以及基于所述確定的操作狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整所述afe的操作以與所述傳感器進(jìn)行接口連接，包括控制所述afe的配置，所述配置控制所述afe如何從所述傳感器接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)。相對于用于所述afe的方法而描述的任何實(shí)施例還可應(yīng)用于所述制品。

在一個(gè)方面中，一種用于操作模擬前端(afe)的設(shè)備包括：用于選擇耦合至所述afe的多個(gè)傳感器之一的裝置；用于從所述傳感器接收輸入傳感器數(shù)據(jù)的裝置；用于基于所述輸入傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算所述傳感器的特征的裝置，所述特征表示所述afe的針對所述傳感器的所選操作狀況信息；用于基于所述所計(jì)算特征來確定所述afe的多個(gè)分立操作狀態(tài)中針對所述傳感器的一個(gè)分立操作狀態(tài)的裝置；以及用于基于所述確定的操作狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整所述afe的操作以與所述傳感器進(jìn)行接口連接的裝置，所述操作包括控制所述afe的配置，所述配置控制所述afe如何從所述傳感器接收所述輸入傳感器數(shù)據(jù)。相對于用于所述afe的方法而描述的任何實(shí)施例還可應(yīng)用于所述設(shè)備。

如本文所示的流程圖提供了各種處理動(dòng)作的序列的示例。流程圖可以指示有待由軟件或固件線程執(zhí)行的操作，以及物理操作。在一個(gè)實(shí)施例中，流程圖可以展示有限狀態(tài)機(jī)(fsm)的狀態(tài)，其可以在硬件和/或軟件中被實(shí)現(xiàn)。盡管是以特定序列或順序示出的，但除非另外地指定，否則動(dòng)作的順序是可以修改的。因此，所展示的實(shí)施例應(yīng)被理解為只是示例，并且所述過程可以用不同的順序執(zhí)行，并且一些動(dòng)作可以并行地執(zhí)行。另外，在各實(shí)施例中可以省略一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作；因此，并非在每個(gè)實(shí)施例中都需要所有動(dòng)作。其他過程流是可能的。部件可被配置成用于執(zhí)行操作或與另一部件進(jìn)行接口連接。可通過硬件裝置或通過軟件裝置和組合來配置部件?？赏ㄟ^經(jīng)由電路或互連設(shè)備提供的物理連接來配置部件。

在本文所描述的各操作或功能程度上，它們可以被描述或定義為軟件代碼、指令、配置和/或數(shù)據(jù)。內(nèi)容可以是直接可執(zhí)行的(“對象”或“可執(zhí)行文件”形式)、源代碼或差編碼(“三角形”或“補(bǔ)丁”代碼)。本文中所描述的實(shí)施例的軟件內(nèi)容可以經(jīng)由一種其上存儲(chǔ)有內(nèi)容的制品或經(jīng)由一種操作通信接口經(jīng)由通信接口發(fā)送數(shù)據(jù)的方法被提供。一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以使機(jī)器執(zhí)行所描述的功能或操作，并且包括存儲(chǔ)具有機(jī)器(例如，計(jì)算設(shè)備、電子系統(tǒng)等)可存取形式的信息的任何機(jī)制，如可記錄/不可記錄介質(zhì)(例如，只讀存儲(chǔ)器(rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)、光存儲(chǔ)介質(zhì)、閃存設(shè)備等)。一種通信接口包括與硬接線、無線、光等介質(zhì)中的任一者接口連接以便與另一設(shè)備(如，存儲(chǔ)器總線接口、處理器總線接口、互聯(lián)網(wǎng)連接、磁盤控制器等)進(jìn)行通信的任何機(jī)制?？梢酝ㄟ^提供配置參數(shù)和/或發(fā)送信號來對通信接口進(jìn)行配置以使通信接口準(zhǔn)備用于提供描述軟件內(nèi)容的數(shù)據(jù)信號?？梢越?jīng)由發(fā)送到通信接口的一個(gè)或多個(gè)命令或信號來訪問通信接口。

本文所描述的各部件可以是用于執(zhí)行所描述的操作或功能的裝置。本文所描述的每個(gè)部件包括軟件、硬件或它們的組合。部件可以被實(shí)現(xiàn)為軟件模塊、硬件模塊、專用硬件(例如，專用硬件、專用集成電路(asic)、數(shù)字信號處理器(dsp)等)、嵌入式控制器、硬接線電路系統(tǒng)等。

除了本文所描述的內(nèi)容之外，在不脫離其范圍的情況下，可以對公開的實(shí)施例和本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式做出各種修改。因此，本文的說明和示例應(yīng)在說明性的而非限制性意義上被解釋。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅參照以下權(quán)利要求書來衡量。