本章对所做的作业内容和取得的作用作了扼要总结，并从更高的要求动身，展望了今后作业方向。
6.1首要定论
近年来，跟着信息技能的飞速展开，集成电路的杂乱度和集成度有了极大的进步，功耗也因而成为IC规划中除功用、面积之外的另一个重要的规划要素。
在选用电池供电的消费类产品中，集成电路的低功耗规划更是延伸电池运用寿命的最有用手法。
现在，关于低功耗的研讨往往将模仿、数字电路进行分隔评论，研讨得较多也较为老练的是数字电路低功耗理论。由于模仿电路处理信号的连续性、电路结构方式的多样性、功用目标的精确性，低功耗一般是结合详细电路而言，所以模仿电路的低功耗研讨还有很大的展开空间。而作为一个实践的体系，常常需求将逻辑操控电路和模仿电路一同集成在同一芯片中，即数模混合电路，因而研讨混合信号电路的低功耗，评论模仿电路的实践功耗约束，协同考虑数字、模仿电路的功耗，完结体系层次的一致功耗办理，具有很大的挑战性。
在集成电路中，所谓的电池办理芯片占有特别的位置。作为二次电池中的一种，锂离子电池具有高质量比能量、高体积比能量、高充放电循环、低放电率，单节电池作业电压高的长处，在便携式产品中取得了广泛的运用。而为了确保它在运用过程中的安全性，要求电池/电池组有必要装有维护功用的电池办理芯片。
这类办理芯片一般归于数模混合体系，它不只要求能完结对电池的高精度维护，还有必要确保电流耗费极低，不会影响电池的运用寿命。在小尺度、轻分量的便携设备中，单节锂离子电池具有很大的运用远景，因而规划单节锂离子电池的办理芯片的维护功用，研讨单芯片数模混合电路的功耗优化办法，具有重要的实践指导意义和运用价值。
本文从低功耗规划方面，对混合信号中的数字电路、模仿电路中的低功耗办法进行了评论和研讨，提出了协同考虑数字、模仿电路功耗的思路和办法；针对单节锂离子电池办理芯片的低功耗、高精度要求，进行了维护功用规划，提出了依据负载的体系级动态功耗办理技能，给出了电路完结和体系地图，并通往后模仿验证了功用和包含功耗在内的电学参数目标。
本文的首要作业及研讨作用可以总结为：
1、对数模混合信号电路的低功耗规划办法进行了研讨。
数字电路的低功耗规划方面，评论了根本的功耗方程，扼要总结了影响电路功耗的四个首要要素别离为：
- 开关活动因子、
- 负载电容、
- 作业频率和作业的电源电压；
要点从电路规划层次，评论了体系结构级、寄存器传输级、逻辑/门级、地图级的数字电路低功耗规划办法，提出在体系级进行功耗优化，将取得更明显的作用。模仿电路的低功耗规划方面，对模仿电路完结低功耗的根本约束条件作了扼要评论，得出了功耗、信噪比和速度间的约束条件；要点剖析了规划中的实践约束条件，推导并给出了由噪声决议的功耗和由精度决议的功耗数学表达式；总结了亚阈值电路、电流形式、浮栅技能、体驱动MOS管技能这四种低压低功耗模仿电路办法，对前两种技能中与噪声和精度相关的功耗进行了数学描绘，剖析比较了四种计划的适用性，指出在规范的数字电路工艺形式下，亚阈值电路是低功耗模仿电路的较佳挑选。数模混合信号低功耗规划方面，规划了将数字电路和模仿电路协同考虑的数模混合电路低功耗拓朴结构；提出了在按传统办法对两部份别离进行功耗优化后，再将数字电路的动态功耗办理技能推行到整个混合信号体系，操控关断不需求作业的模仿电路模块；并对操控信号发生电路和开关电路完结计划作了剖析比较。
2、对锂离子电池办理芯片的维护功用和功耗优化进行了研讨。
体系功用规划中，针对锂离子电池办理芯片的运用特色，剖析了体系规划中的要点，提出了低电流耗费和高精度的规划难点；
规划了具有过放电电压维护、过充电电压维护、过放电电流三级维护、过充电电流检测及零伏电池充电按捺等功用，并给出了体系框图。
功耗优化分为体系级和电路级。体系级功耗优化中，提出可以从功耗建模、判定战略、电路完结三个层次，评论适用于单芯片的混合信号体系动态功耗办理技能；在对体系组件的剖析建模根底上，给出了体系组件和体系的功耗状况机图。简略总结了非适应性和适应性判定战略，指出依据猜测和随机操控的办法，在必定程度上，尽管能更好地依据负载改变操控体系功耗，可是所添加的软硬件本钱使得它们更适用在实时嵌入式体系中；关于单芯片体系，依据Timeout办法由于操控简略有用，所添加的硬件本钱有限而更有实用价值；本文还针对传统的Timeout办法由于不触及负载性质，对功耗优化有很大的不确定性，一起在等候期间的功耗也不容忽视这些缺乏，剖析提出了适用于电池办理芯片的依据负载的预关断Timeout办法；本文还树立了体系级的功耗办理框图，并给出了能完结两级功耗办理的作业流程。在电路层次的低功耗规划中，提出选用亚阈值电路可以满意运用要求，对作业在亚阈值区的MOS管作了进一步的剖析评论，并提出了可行的作业状况判别规范及操控办法。
3、对低功耗、高精度的锂离子电池办理芯片的电路完结进行了规划和研讨。
本文剖析了电池办理芯片所适用的低功耗混合信号规划流程，指出在电路完结层次，模仿电路和数字电路模块可以别离规划验证。数字模块规划中，剖析了体系的有限状况机模型，一起在上一章所提出的功耗办理模型根底上，规划了延时模块和逻辑操控模块，不只能完结体系所需求的根本功用，并且能及时检测负载性质和状况，由数字电路内部输出相应的功耗办理信号。模仿电路模块规划时，首要对电源办理芯片中的极其重要的根底电路进行了深化评论；选用线性电路完结了电源电压取样；从下降数模电路的电源耦合噪声、下降电流耗费动身，提出了依据热电压U T的亚阈值自偏置电路的规划思维；为了进一步进步所用工艺完结的或许性，要点规划了无电阻电流偏置电路和电流求和型电压基准源电路；详细介绍了模块中检测精度要求最为严厉的比较器，即过充比较器的规划，对其它的比较器电路有必定的实践指导作用；给出了办理芯片中的要害功用模块的完好规划计划。
4、对地图、后仿真进行了剖析规划和研讨。
评论了数模混合信号电路地图规划中的首要问题后，结合所用工艺，介绍了体系中的一些特别器材的制造，规划了芯片地图；剖析了本文所用的地图验证计划，在此根底上对体系功用、功用目标和功耗作了后仿真验证。从详细的验证成果可以看出，本文所规划的锂离子电池办理芯片和文献中同类先进产品比较，在考虑了工艺漂移、温度改变等要素的影响之后，本芯片能完结一切的规划功用，电学目标到达或优于文献，而电流耗费节约了14%左右。
应该指出，本文提出的适用于锂离子电池办理芯片的低功耗计划，完全可以推行到同类或同系列产品的规划中，因而有适当的工程运用价值。
6.2未来作业展望
本文关于锂离子电池办理芯片的研讨尽管做了许多作业，取得了必定的研讨作用，对同类体系的低功耗研讨和功用规划有着适当的参考价值，可是还可以进一步地完善与展开。
1、锂离子电池办理芯片的低功耗规划办法研讨有待进一步深化。
在可以献身一部分软硬件为价值的前提下，经过动态功耗办理技能取得有利的功耗节约，对电池办理芯片应该是一个较佳的规划计划。但研讨单芯片的混合信号体系，尤其是实时的电池办理芯片，需求树立一个精确有用的功耗模型，本文结合运用特色，提出了别离具有两种、三种功耗状况的体系组件及体系模型，已可以满意一般的要求，但在较为杂乱的电池组供电场合，这种模型还需求进一步的改善，即有必要树立具有多种关断状况的杂乱模型，而此刻开关电路模块所引起的能量损耗及时间延迟也有必要加以深化考虑。一起，本文提出的依据负载驱动的预关断Timeout办法，尽管可以战胜惯例Timeout办法的一些限制，如负载信息的不确定，针对电池办理芯片而言更能完结某种程度的自适应性，处理简略并且简单完结，可是它只适用于具有两种功耗状况的体系，关于杂乱体系还需求对依据随机操控的功耗优化办法作进一步研讨。
2、新技能的展开和选用。
本文在进行电路和地图规划时，为了有用下降电流耗费，不可防止地运用了大电阻（总电阻值在M级），这在完结时占用了较大的地图面积。比如在电压取样电路中，选用Trimming技能的电阻分压电路和MOS管分压电路比较，线性度好、可靠性好，并且能完结后者无法到达的分压比可调；一起电压基准源电路中，由于要输出不同的基准电压，也需求较大的电阻以减小静态电流耗费，所以在电池办理芯片中，现在以为大电阻几乎是无法防止的。但如果在规划时，选用动态模仿电路，相应的动态办理技能也不再是对功耗状况的操控，而是依据负载的性质和要求，动态地操控电路的作业频率，大电阻的问题才有或许处理。可是有必要指出的是，这种新的技能对体系时钟的规划，如对时钟频率的挑选、时钟树的构建、体系作业的稳定性等都提出了极高的要求。事实上，以时钟频率的规划为例，检测电压高精度必定要求电压采样的频率较高，而体系频率的进步又将极大地影响着功耗优化作用。并且，这种办法也必定添加相应逻辑操控模块的规划难度。可是无论如何，动态采样依然不失为处理大电阻问题的一个或许计划，还有待展开更深化的研讨。
总归，在电池技能展开速度逊于集成电路的展开现状下，研讨集成电路的低功耗以尽或许地延伸电池的运用寿命，有着极重要的运用布景和现实意义。电池办理芯片是电池运用过程中不可或缺的一部分，也是所谓的电源办理芯片的重要组成部分。深化研讨数模混合信号的电池办理单芯片体系，如安在完结对电池的有用办理之外，还能运用电池的运用状况，动态地进行功耗办理，节约本身电池能量耗费，乃至给片外体系供给有利的功耗办理信息，还有许多的作业需求深化展开。
