图释: MonochromeLCDmodule:单色LCD模块 Timeline:时间 (Averagebatterylife):电池平均寿命 SD/MMCslot:"> 图释: MonochromeLCDmodule:单色LCD模块 Timeline:时间 (Averagebatterylife):电池平均寿命 SD/MMCslot:" />
欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:10694700
大小:54.50 KB
页数:4页
时间:2018-07-07
《应用处理器的电源管理设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、应用处理器的电源管理设计
2、第1lunouseg(this)"> 图释: MonochromeLCDmodule:单色LCD模块 Timeline:时间 (Averagebatterylife):电池平均寿命 SD/MMCslot:SD/MMC插槽 Proc.DVM:处理器DVM Voicerecording:语音录音 Digitalcamera:数码相机 Addedperipheralsandhigherdensityfunctions(approx.): 增加的外设和更高密度的功能(近似) 上一代处理器的省电模式 省电模式通常是在处理器中预先编好的,包
3、括打盹模式、突发模式和睡眠模式。对一个PDA来说,系统可以处理用户请求的任务(如触摸屏输入),然后进入等待模式,等待下一个输入。在等待期间,只有LCD屏幕保持供电,而处理器被程序设为打盹模式,可以由以后发生的中断事件取消。对于数据轮询应用中使用的突发模式,可以通过减少CPU的工作周期,降低处理器的最高工作频率(此时处于最大功耗状态)。同样,在中断事件时可以禁用突发模式。当电池电量达到一个重要的低限或电池断电时,处理器可以被程序设定进入睡眠模式,此时所有的功能都处于非激活状态,只有实时时钟(RTC)保持运行。为了维持正确的日期与时间功能,RTC一般只有不到1µA的电流
4、。因此省电功能一般由嵌入的处理固件代码来完成。 保存应用处理器电能的设计考虑 应用处理器是SoC解决方案的重要补充,今天的低功耗设计要考虑每兆赫兹毫瓦(mHz)等级的功耗性能。某些应用处理器最低可以达到0.08mHz,最高到0.42mHz。为了支持更多的节电功能,还可以采用集成的智能LCD显示屏,它有内置存储器,用于缓存图像,并有一个独立的控制器,可以节省用于屏幕刷新的CPU周期。其它方法是通过0.13微米晶圆工艺实现的,既降低了内部I/O和核心电压,又控制着泄漏电流。其它技术包括采用电源管理软件来减少CPU工作周期和频率。 该技术的一个应用实例是基于ARM®的I
5、ntelPXA27xXScale®处理器架构,它可以智能切换到各种低功耗模式,“即时”完成电压和工作频率的直接缩放,同时仍保持所需应用性能。PXA27x有六种工作模式(正常、空闲、深度空闲、等待、睡眠和深度睡眠),提供更好的节能效果。PXA27x架构采用了可独立通、断的电源域,需要多达10个分离的电源域。通过降低处理器输入核心电压和工作频率,该处理器可以减少一半电源需求。通常一个处理器的功耗与核心输入电压的平方成正比,即有下式: P=C*(V2f) C:芯片电容 V:核心电压 f:频率 为满足PXA27x的节能的优点,电源管理IC(PMIC)解决方案仍面临着一
6、长串电压需求,包括1.1、1.3V、1.8V、2.5V和3.3V。为了支持动态电压缩放,PMIC将需要一个额外的可编程输出电源,提供0.85V至1.55V范围内的核心电压。可编程范围内的步长值为50mV至100mV(见图2)。PMIC采用一个连接到可编程寄存器的通用I2C总线,简化了与多数应用处理器的接口。 选择可充电的后备电池 常见的单芯锂离子(Li-Ion)电池额定电压为3.6V,实际电压范围从2.7V至充满时的4.2V。在便携电源设计中,其它类型的电池包括锂聚合物(Li-Pol)、锂/二氧化锰(Li-MnO2)扭扣电池,以及镍氢(Ni-MH)电池。锂离子电池具有最高的
7、单位重量密度,但由于性能比较活泼,一般需要某种保护电路。Li-Pol电池的外形尺寸较薄,没有易燃性问题。智能和的外形设计比薄型的PDA更有灵活性,因而可以使用较高能量密度的电池。 500)this.style.ouseg(this)"> 图释: DynamicVoltageManagement(DVM)DC-DCConverter: 动态电压管理(DVM)直流-直流转换器 VOUTranges:0.80Vto1.80Vin50mVsteps: VOUT范围:0.80V至1.80V,步长50mV 选择电源管理器件 经过对电源需求的逐项评估后,我们可以主要考虑两种电
8、源拓扑结构: 用于数字负载和射频负载的可编程低压降(LDO)稳压器,以及用于后备电池的固定LDO 用于轻、重两种负载的可编程直流-直流开关稳压器 对于低输入电压和低输出电流的多个输出,采用CMOS工艺、集成多个LDO的单只芯片是最佳选择。LDO应支持100mV的典型压降。为驱动射频电路,LDO还应支持低输出噪声,如每个给定带宽100µVRMS。每个LDO都应该有使能/禁止功能。当LDO被禁止时,静态电流应该在µA量级,以延长电池的寿命。 根据高效和大电流驱动的
此文档下载收益归作者所有