便攜式功耗管理的宇宙中心

　　便攜式產(chǎn)品對功率設(shè)計極為講究。低功耗技術(shù)往往是一家公司的核心競爭力。在便攜式等市場上，客戶需要最優(yōu)的價格－效率－性能比。這意味著在體系架構(gòu)方面，選出最佳的電源轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)。

　　那么，在功耗設(shè)計中，系統(tǒng)、軟、硬件管理誰是宇宙的中心？在近日舊金山舉辦的Electronic Summit2008上，Intersil公司負責(zé)便攜式業(yè)務(wù)的高級產(chǎn)品市場行銷經(jīng)理Andrew Baker介紹了該公司的經(jīng)驗。

　　Intersil把各部分劃分為兩個部分：
　　1， 系統(tǒng)及軟件性的功耗管理；
　　2， 硬件性的功耗管理。
　　設(shè)計者需要把這兩部分有機地組合起來，以得到優(yōu)化的功耗特性。

　　從系統(tǒng)設(shè)計的角度來看，架構(gòu)和劃分很重要，你需要確定某個功能是必需的。例如，手機在大部分時間里是處于待機狀態(tài)的。因此，你可以把大部分與RF部分無關(guān)的電路關(guān)閉。你可以在架構(gòu)上，通過考慮電能是如何從電池轉(zhuǎn)換為電路電源的，線性的還是開關(guān)式的，軟件必須管理好這些。軟件是確保何時應(yīng)該按照何種模式工作的關(guān)鍵，有的軟件工程師認(rèn)為它就是宇宙的中心，在大多數(shù)情況下的確是這樣。軟件需要針對實時管理操作進行優(yōu)化，考慮到全功耗、低功耗、休眠、深度休眠，這些就是人們目前所能想到的處理功耗問題的系統(tǒng)解決方案。我們還應(yīng)把系統(tǒng)劃分為多個微處理器，它們甚至可以在同一片芯片上，讓他們能以不同的時鐘速度工作。這也是一種優(yōu)化系統(tǒng)性能的方法。

　　在硬件方面，你可以有多種選擇。市場上有多家廠商、多種架構(gòu)的解決方案。例如，開關(guān)式穩(wěn)壓器是手持式裝置中常見的一種用于提高效率的手段，但市場上也存在一些線性的、成本更低的解決方案，有時它們更優(yōu)化。因此架構(gòu)的選擇，對于效率的選擇來說是極為關(guān)鍵的。電源管理方面，你可以采用多種模式。開關(guān)穩(wěn)壓器有兩種模式：PWM（脈寬調(diào)制）和PFM (功率因子模塊)，PWM將為滿負載條件服務(wù)，而PFM將用于輕負載條件。甚至還可以有第三種模式，如LDO（低壓降輸出）。事實上低壓降的電源的效率極高，可避免開關(guān)穩(wěn)壓器在開關(guān)中消耗的能量。例如，如果你的系統(tǒng)中已經(jīng)有DC－DC變換器了，你還可以以LDO作為第二級。例如，你可能希望系統(tǒng)的內(nèi)存以1.8V工作，你現(xiàn)在已經(jīng)有了1.8V的電壓軌，而現(xiàn)在又需要為低壓的內(nèi)核供電，于是就可以用一個LDO 來為其提供一個1.2V的電壓。這就是一個將兩種拓撲結(jié)構(gòu)組合起來，以達到優(yōu)化的例子。