螺旋动力本钱以及全球变暖等环境问题认识的进步,为半导体职业的能效开展带来全新的机会。当今商场上大多数电子设备的电池运用时刻根本都无法满意功用需求。因为广阔顾客喜爱更具移动性的生活方法,因而关于电源办理 IC 的需求便随之添加。咱们十分需求一些可以有用操控轿车体系然后下降电子辐射并且让其他有助于咱们下降日常功耗的消费类产品取得更长运用时刻的芯片。
便携消费类电子设备制作厂商们一直以来都面对的应战是研发高本钱效益、高功用、多功用且具有更长电池运用时刻的解决计划。厂商还不得不缩短开发时刻,以在商场上首先推出新的产品。开发出具有嵌入式迷你 DSP 的超低功耗编解码器和强壮的图形编程东西今后,厂商们便可以满意各种杂乱的要求。许多新一代超低功耗编解码器在低功耗运转形式下可以经过一个单 1.5V 到 1.8V 电源运转模仿和数字内核。例如,一些音频运用中,经过在 1.26V 低压(上网本可低至 0.6V 到 0.7V)下运转数字内核,下降功耗是有或许的。
虽然许多设备都有低功耗运转形式,可是附加功耗调理选项让规划人员可以依据单个装备和处理选项来自界说其功耗。这样便答应规划人员依据输入及输出通道、输出驱动要求、采样率、输入和输出的抱负SNR功用以及所运用的处理特性来动态优化功耗调理,以到达最小化功耗的意图。功耗调理可带来便携音视频设备电池运用时刻的巨大差异。将超低功耗数据转化和低功耗信号处理集成到一块芯片中,可在那些包含运用处理器和编解码器的传统体系构架中带来意义严重的低功耗完结或许性。这些构架中,超低功耗编解码器可以完结运用处理器的某些或许一切音频处理功用。完结更长电池运用时刻的许多强壮东西之一就是具有嵌入式迷你DSP的超低功耗编解码器。这些器材及其强壮的图形编程东西为许多便携式音频处理和通讯体系构架供给低功耗音频解决计划。
在不久的将来,咱们将会具有许多可以作业一整天而无需充电的上网本和笔记本电脑。在便携产品功用规划方面大约存在三种应战:了解悉数体系功耗预算;规划高效的功耗转化器和操控器以便最小化损耗;以及交互式地办理体系的功耗要求。
便携消费类电子商场竞争剧烈,并且开展迅速。快速商场投进和超低功耗让厂商们可以在开发出差异化产品的一同缩短其规划周期。新一代便携式消费类设备(例如:无线耳机、智能电话、PDA 和媒体播放器等)以具有更多功用、更高功用等级和更小的解决计划尺度为傲。因为其最新的一些特性,这些设备无一例外地都需求极大的功耗。比如包含:3 百万或许更高像素分辨率的相机、高功耗闪光灯 LED 或许氙气灯、高档音频和扬声器功用、具有高分辨率 LCD-TV 显示器的 GPS 和电话等。广阔规划人员均面对静态和动态功耗要求的应战。跟着便携式设备变得越来越多功用,功耗要求也快速添加。成果,电池运用时刻变得越来越短。
跟着 IC 的集成度变得越来越高以及功用的添加,需求更多的电源轨,或许相同电源轨要求更高的电源电流。大多数便携式消费类运用都运用规范高功用锂离子电池(一般为单节电池装备)。这种限制电量的情况下,厂商们有必要要知道顾客是否喜爱更短电池运用时刻的多功用运用,或许对功用数量及其运用的功用要求进行操控。今日的顾客想要长电池运用时刻的高端设备。为了打破便携设备功耗的困局,咱们运用了许多技能办法。要满意处理器的功用需求,IC 厂商们带头下降特定功用等级的功耗。满意功耗要求和应对低功耗应战,需求开发新的处理技能。例如,一种被称为SmartReflex的办法,用于 DSP 和 TI 的 OMAP 处理器。它可以下降总功耗,优化体系功用,并添加电池运用时刻。运用许多智能和自适应软硬件办法,它可以依据设备活动、运转形式和温度动态地操控电压、频率和功耗。电源办理规划供给必要的电压轨,并依据处理器需求调理电压和电流。假如运用封闭或许处于预界说功耗”省电”形式,则一切处理器和电源办理器件一般运用轻负载或许待机形式。这样,电流电压水平下降,一同电流耗费降至最低。不同运转状况下,IC 自身将耗费尽或许少的电流,低至几微安。一旦完结便携式设备规划,便简直没有什么可以影响电压轨层了。
集成电源办理器材的一些串行接口带来一些新的影响层。别的,可以完结软件操控电源办理和监控,并且可在现有全负载和体系待机形式之间运用多种省电形式。运用I2C接口的动态电压调理 (DVS) 具有两种不同的速度选项:规范100kbps和快速400kbps。在离散式低功耗DC/DC转化器或电源办理单元中运用这种办法今后,规划人员可以动态、准确地影响电源办理器材的输出电压,并调理一切处理器单元的内核电源电压。这种规划让体系可以满意准确的功用要求,无需献身全体功用。因而,最低功耗用于处理器形式的每种运转状况,然后延伸电池、下降每器材散热,并进步总体系功用。可编程DC/DC转化器协助延伸3G智能电话、PDA、数码照相机和其他便携式运用的电池运用时刻。运用I2C接口下降功耗的另一种办法是运用一些更杂乱的器材,例如:TPS65020等。它是一种高集成PMU,具有六条输出通道、三个低功用DC/DC转化器(具有高达97%的功率)以及三个LDO。不同的构件(例如这种IC的一切三个LDO或DC/DC转化器),可以经过I2C来封闭/敞开,以下降悉数PMU的功耗和散热量。
封闭不同构件,还可下降静态电流耗费。除现已讨论过的一些功耗节约计划以外,新的制作技能将在未来起关键作用。DSP内核及其离散模仿功耗元件之间的通讯量将添加,以答应灵敏的导通时刻功耗调理和软件操控功耗计划。一切这些改善和办法有必要一同和谐作业,来优化功用和最大化电池运用时刻,以让顾客获益。
未来,广阔顾客将需求经过更小、更轻的便携式设备取得高质量的移动视频/音频文娱,而这些设备要求更多的功用和更高密度的存储,然后推进半导体厂商们考虑运用新的规划和制作解决计划。咱们不仅仅有必要要改动咱们所做的,并且要改动咱们做事情的方法。只需清楚地了解咱们的境况以及咱们怎会处在这样的境况中,咱们才干找到一条经过未来的正确路途。认识到没有解决高功耗需求问题的良方这一点很重要。反之,应将尽力方向集中于那些可以协助体系规划人员了解功用和功耗意义的东西上面来。现在该供给一种体系级解决计划,而非一种元件级解决计划,而 TI 独有可以满意这种商场需求的优势。