淺談如何設計高度集成的智能係統電源管理
發布時間:2012-12-30 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】現在用戶對手機功能的需求已經不是簡單的撥打和接聽電話,而便攜式導航設備(PND)要做的也不僅僅是指引用戶從A點到達B點。智能手機、個人導航設備、移動遊戲平台以及其他手持式消費產品之間功能集的融合能夠提供給消費者功能豐富的產品選擇,這將帶來巨大的好處。
同tong時shi,這zhe種zhong趨qu勢shi也ye給gei便bian攜xie式shi應ying用yong的de設she計ji人ren員yuan帶dai來lai了le巨ju大da的de挑tiao戰zhan,因yin為wei他ta們men現xian在zai必bi須xu在zai一yi個ge空kong間jian狹xia小xiao的de設she備bei中zhong加jia入ru所suo有you這zhe些xie不bu同tong的de功gong能neng,還hai要yao使shi產chan品pin有you別bie於yu競jing爭zheng對dui手shou的de產chan品pin。在zai許xu多duo情qing況kuang下xia,這zhe是shi通tong過guo提ti高gao音yin頻pin質zhi量liang、改善用戶界麵體驗、減(jian)小(xiao)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)和(he)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)等(deng)方(fang)法(fa)實(shi)現(xian)的(de)。現(xian)在(zai),這(zhe)種(zhong)新(xin)的(de)高(gao)度(du)集(ji)成(cheng)的(de)智(zhi)能(neng)係(xi)統(tong)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),使(shi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)擁(yong)有(you)了(le)一(yi)種(zhong)有(you)助(zhu)於(yu)實(shi)現(xian)差(cha)異(yi)化(hua)的(de)利(li)器(qi),同(tong)時(shi)也(ye)為(wei)他(ta)們(men)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)能(neng)夠(gou)跨(kua)多(duo)種(zhong)平(ping)台(tai)和(he)多(duo)代(dai)產(chan)品(pin)的(de)靈(ling)活(huo)的(de)架(jia)構(gou)。
靈活性和高集成度縮短產品上市時間
將jiang大da量liang功gong能neng納na入ru單dan一yi設she備bei的de需xu求qiu不bu僅jin凸tu顯xian了le提ti高gao集ji成cheng度du以yi減jian小xiao尺chi寸cun的de要yao求qiu,而er且qie還hai需xu要yao一yi種zhong可ke編bian程cheng電dian源yuan管guan理li解jie決jue方fang案an以yi支zhi持chi各ge種zhong應ying用yong的de處chu理li器qi、係統內存和其他外部元件(如WiFi、藍牙和GPS)dexuqiu。jintian,xuduodianyuanguanlijiejuefangandouzhenduitedingyingyongchuliqijinxingleyouhuacaozuo,keyishidangexitongdeshejigengrongyi。danshi,kaifazhenduibutongdiyuherenqunxuqiudeduozhongchanpindexuduoOEM廠商都可以受益於更加靈活和高集成度的解決方案,該方案可以用不同的應用處理器跨多個平台重複使用。
最新產品(如IDTP95020智能係統電源管理解決方案)通過采用一種包含嵌入式微控製器的獨特架構實現了這樣的靈活性(見圖1)。嵌qian入ru式shi微wei控kong製zhi器qi用yong來lai管guan理li所suo有you的de片pian上shang資zi源yuan,並bing支zhi持chi動dong態tai可ke編bian程cheng係xi統tong功gong率lv調tiao節jie模mo塊kuai和he一yi個ge片pian上shang電dian源yuan管guan理li機ji製zhi,這zhe使shi得de該gai解jie決jue方fang案an極ji具ju靈ling活huo性xing。除chu了le可ke編bian程cheng開kai關guan模mo式shiDC-DC轉換器和低壓差(LDO)穩壓器,IDTP95020還集成了電池充電管理、白光LED驅動器、低功耗有混音器功能的立體聲音頻和語音編解碼器、D類放大器及耳機驅動器、用於片上和片外時鍾發生器的鎖相環(PLL),以及觸摸屏控製器(見圖1)。其中的每個功能模塊都是完全可編程的,可以由嵌入式微控製器通過預定義腳本序列加載到內部存儲器或外部EEPROM中來控製。這使得IDTP95020可獨立於應用處理器自主運作,從而減少了處理日常事務和實時事件監控的需求。IDTP95020還允許處理器通過兩個I2C接口中的其中之一寫入寄存器來控製其功能模塊(見圖2)。
這種靈活性和可編程性不僅使IDT P95020kemanzugezhongyingyongchuliqisuoxudedongtaidianyatiaozheng,erqieshishejirenyuannenggoukuaisuxiugaidianyuanguanlijiejuefangan,yimanzuqichanpinzuhedebutongwaisheyaoqiu。nenggouzaiduogechanpinzhongzhongfushiyongdejiejuefanganbudankeyixianzhujianshaowanchengzhexiexiangmusuoxudeshejiziyuan,haiyouzhuyugengkuaidijiangzhexiechanpintuixiangshichang。ciwai,kezhongfushiyongdedianyuanguanlijiejuefanganhaiyouzhuyujianhuacaigouhekucunguanli。

圖1:IDTP95020智能電源管理解決方案
複雜用戶界麵的係統級影響
觸摸屏已迅速從奢侈功能轉變為一個用於各種消費產品的標準功能。利用像IDTP9502這樣集成了觸摸屏控製器和白光LED驅動器的智能電源管理解決方案,設計人員能夠快速、方便地添加該功能,而無需使用多個分立元件,這也有助於減少應用處理器的負擔並降低係統功耗(圖2)。通過將監控觸摸屏、anniuheqitayonghushurudexuqiucongyingyongchuliqizhuanyidaozhinengxitongdianyuanguanlijiejuefangan,yingyongchuliqikeyijiangqigaoxingnengchulinenglizhuanzhuyugengduodezengzhigongneng,huoshiyougengduoshijianchuyukongxianhuowanquandaijizhuangtai,yijiangdixitongdezongtigonghao。IDTP95020還可以從應用處理器接管白光LED背光的控製需求。通過集成白光LED驅動器和觸摸屏幕控製器,以及使用12位ADC監測其他模擬係統測量的性能,IDTP95020無需采用應用處理器即可喚醒顯示器或控製其亮度。

圖2:利用集成電源管理解決方案簡化設計
集成式編解碼器簡化音頻處理
在zai許xu多duo便bian攜xie式shi應ying用yong,特te別bie是shi那na些xie基ji於yu分fen立li式shi應ying用yong處chu理li器qi和he基ji帶dai處chu理li器qi的de方fang案an中zhong,將jiang有you多duo個ge音yin頻pin輸shu入ru和he輸shu出chu需xu要yao融rong合he和he調tiao整zheng。這zhe使shi得de集ji中zhong式shi音yin頻pin混hun頻pin器qi成cheng為wei一yi種zhong新xin的de需xu求qiu,在zai許xu多duo構gou架jia中zhong,由you應ying用yong處chu理li器qi來lai執zhi行xing這zhe個ge功gong能neng。但dan由you於yu混hun音yin是shiCPUmijixingcaozuo,zhehuigeiyingyongchuliqiziyuandailaichenzhongdefudan,bingdaozhigonghaoguoda。caiyongqianrushiyinpinbianjiemaqidezhinengxitongdianyuanguanlijiejuefangantigongleyizhonggenghaodefangfa。tongguochengjieyingyongchuliqidehunyincaozuo,jichengdianyuanguanlijiejuefangan(如IDTP95020)可減少應用處理器的處理負擔,從而使這些資源可用於其他功能,或使處理器進入低功耗待機狀態以降低係統功耗(見圖3)。

圖3:IDT P95020的音頻路由和混頻
開發環境
盡jin管guan一yi個ge完wan全quan可ke編bian程cheng的de智zhi能neng電dian源yuan管guan理li解jie決jue方fang案an能neng為wei設she計ji人ren員yuan提ti供gong極ji大da的de集ji成cheng度du和he靈ling活huo性xing,但dan它ta也ye需xu要yao創chuang建jian用yong戶hu定ding義yi的de電dian源yuan排pai序xu和he腳jiao本ben以yi應ying對dui各ge種zhong中zhong斷duan和he事shi件jian。為wei確que保bao創chuang建jian這zhe些xie排pai序xu和he腳jiao本ben不bu會hui對dui產chan品pin上shang市shi時shi間jian造zao成cheng不bu利li影ying響xiang,任ren何he電dian源yuan管guan理li解jie決jue方fang案an都dou迫po切qie需xu要yao在zai一yi個ge強qiang大da的de開kai發fa環huan境jing中zhong完wan成cheng開kai發fa。IDTP95020的開發工具包括可直接連接設計人員個人電腦的評估板。IDT公司基於GUI的de腳jiao本ben工gong具ju具ju備bei直zhi觀guan的de拖tuo放fang式shi界jie麵mian,設she計ji人ren員yuan可ke用yong它ta來lai定ding義yi電dian源yuan軌gui的de順shun序xu,還hai可ke以yi通tong過guo預yu定ding義yi操cao作zuo順shun序xu和he設she置zhi來lai創chuang建jian並bing運yun行xing工gong具ju命ming令ling語yu言yan(TCL)腳本以配置IDTP95020。一旦設計人員完成了這些腳本文件,該工具即可將它們直接加載到評估板上的EEPROM中(圖4)。

圖4:DT P95020開發環境
讓電源管理成為一種戰略決策
過guo去qu,電dian源yuan管guan理li一yi直zhi是shi許xu多duo便bian攜xie式shi消xiao費fei類lei應ying用yong設she計ji中zhong最zui後hou考kao慮lv的de一yi個ge因yin素su。雖sui然ran這zhe種zhong方fang法fa一yi直zhi能neng很hen好hao地di滿man足zu設she計ji人ren員yuan的de需xu求qiu,但dan由you於yu便bian攜xie式shi消xiao費fei電dian子zi設she備bei日ri益yi複fu雜za,而er且qie需xu要yao在zai盡jin可ke能neng延yan長chang電dian池chi壽shou命ming的de前qian提ti下xia融rong入ru各ge種zhong功gong能neng,因yin此ci電dian源yuan管guan理li解jie決jue方fang案an的de選xuan擇ze顯xian得de更geng加jia重zhong要yao。現xian在zai,智zhi能neng係xi統tong電dian源yuan管guan理li解jie決jue方fang案an(如IDTP95020)的開發可以讓設計人員做出戰略決策,即采納可用於多個產品平台和多代產品的更加靈活、高集成度的解決方案。這一決策可以減少開發多種產品所需的設計資源並縮短產品上市時間,同時還有助於優化係統的性能和功耗。
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