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灵活控制供电量与顺序 可配置PMIC延长手机电池寿命

时间:03-10 来源:新电子 点击:

会持续变化,而被一直强迫移交至不同的基地台。

  避免耗电 萤幕背光源应在需要时启用

  另外一个智慧型手机电量之所被快速耗尽的原因在于,相较于传统手机,使用者花费更长时间来看着智慧型手机萤幕。在手机中,萤幕是消耗相当多功率的项目之一,更准确地说,是手机使用的液晶显示器(LCD)背光源所造成的。

  LCD内部导入采电子式控制的彩色滤光片:它会过滤掉背光板产生的白光。在这个背光板上有着一些发光二极体(LED),它们会在萤幕使用时开启。在此的功率节约方式是将背光开启时间切换至最小值,所有手机在这项设定上可被设定为几秒至几分钟左右。将它下调至5或10秒,如此你将可以省下许多功率。假如萤幕「变暗」或切换至「关闭」时,只要点击任何按钮就可以将背光切回至开启状态。

  新世代的有机发光二极体(OLED)显示幕,本身可以发射出光线,因此不需要背光板;虽然它们应该会更有效率,但同样的法则也适用:保持显示幕仅在使用的时候才开启。

  除了使用者本身来控制智慧型手机的消耗功率之外,利用手机软硬体也可降低功率消耗程度。

  [@B]不牺牲效能 大小核架构降低处理器功耗[@C] 不牺牲效能 大小核架构降低处理器功耗

  在智慧型手机中有两组重要的电脑或微处理器(MPU):基频处理器(BB)及应用处理器。基频处理器负责处理网路事宜;应用处理器则是负责处理应用程式、音讯、视讯及触控萤幕。

  LTE基频处理器是一种极其复杂且先进的装置,它是使用20~40奈米的半导体制程所制成,换言之,一个10平方毫米的晶片包含数亿个电晶体。

  因为应用程式成为智慧型手机的销售关键,使得应用处理器的重要性大幅增加。过去在单一应用处理器上仅有一个微处理器核心,现在可能是两个或更多个,而且通常使用安谋国际(ARM)架构的某些版本(图1)。这种处理器核心的增加,虽然看起来很奇怪,但却有助于功耗下降。

  

  图1 ARM big.LITTLE架构仅在有必要时启用功能最强大的(Cortex-A15)核心;并由效率极高的Corex-A7核心来执行大部分的工作。两者都可以被运用在四核心处理器上。

  安谋国际的big.LITTLE架构结合一个小的节能型Cortex-A7及一个快速的Cortex-A15来满足功耗较大的任务。处理器核心的威力越强大,及所使用的核心越多,则尖峰功率需求就越高。所以这个A15会在不需它强大的处理能力时关闭,例如当你正在讲电话或是写电子邮件的时候。假如你想要播放三维(3D)游戏时,则A15就会启动,因为A7可能无法处理这项工作。

  应用处理器上越来越重要的部分在于绘图处理器(GPU),它有助于绘制使用者介面,且是现在智慧型手机游戏如此流畅、快速的主因。GPU负责处理使用者介面、流畅的动态渲染、3D游戏/导航、扩增实境、脸部特征侦测及手势识别等。

  介于Cortex-A7这种CPU及GPU之间的差异性在于,CPU比较擅长于固定的、整数的运算,它无法快速执行浮点运算;然而GPU非常擅长于浮点运算,但是在整数运算上就无法如CPU那般快速。先进的应用处理器包含两个GPU,而嵌入四个GPU的处理器则正在开发中。

  最新的智慧型手机出现两个双核心(如两个big.LITTLE核心)以及四核心的应用处理器设计。这种开发的重担正转移至软体上:要如何在四核心之间去分配或指派任务呢?当八核心的处理器开始出现之后,这将会成为更大的挑战。这个问题也与究竟多少任务会同时运行而有关。

  在未来,更多的任务将被分配至应用处理器,来创造像是扩增实境这类有效率的高阶应用程式。这些有着扩增实境的新款应用程式,如在手机照相机上可发现到的物件套用情境模式(Lassoing),极具发展潜力。这意味着未来的应用处理器将包含着更多个GPU,以及可能有两个或四个CPU。

  GPU的高尖峰效能所带来的代价就是:功率。再一次强调,当它不被需要的时候,这个GPU可以被关闭。

  需要时才启用AP 可配置PMIC提高节能效益

  在任何时候,确保仅有绝对被需要的硬体才能被驱动,这其中的关键系于另一个元件:电源管理晶片(PMIC)。这个元件在系统中扮演着如同交响乐团中的指挥角色,告诉硬体何时被唤醒以及何时进入休眠来节省能量。这个PMIC经常被分成基频与应用处理器两个部分,对于半导体产业而言,这在一开始似乎是有违直觉的。传统上,半导体产业是将许多功能,甚至是将许多晶片整合至一个新晶片中。然而PMIC之所以仍然维持分离,则是有一个好理由。

PMIC必须产生高达三十组不同的电源供应,方能提供正确的电压及电流组合予基频及应用处理器的不同元件来使用。藉由提供较低的电压来减低处理速度,

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