传授压箱绝技：从SoC设计人员那都了解不到的功耗管理问题

被窗外的鸟儿吵醒，却发现放在床头柜上的电话根本就没有充电。

　　这些问题不仅仅出现在智能电话上。Bailey说："最终，SoC产生的瞬变导致重新进行电源设计。"

　　即使电源管理电路中的稳压器能够保持出现的瞬变，系统设计人员还是没有完全解决这些问题。瞬变的幅度和速度会使得设计人员对电源进行全面的AC电路分析，包括，布板的杂散电容。这一般是SPICE的工作，电源设计人员通常转向采用Linear Technology公司的LTspice®软件，因为该公司提供稳压器器件模型库，以及电源设计人员友好的用户界面。

　　稳压器和SoC之间的走线阻抗等问题有可能成为很难解决的问题。如果SoC的电源管理设计产生较大的负载瞬变，可能会导致非常复杂的布板，或者昂贵的其他电路板层，如图2所示，对于电源系统设计人员，稳压器会处理瞬变。

　　除了稳压，还有信号完整性问题。供电电源线出现快速大电流瞬变，可能会成为耦合噪声的主要来源，这些噪声会影响电路板上的其他电源线，以及信号线。IC物理设计人员比较熟悉这类信号完整性分析，但是，对于大部分电路板设计人员而言，设计起来会有一定的难度。

图2.Stratix V开发板的第13层，显示了设计人员选择分配整个板层，将稳压器（右下侧）连接至VCC。很难有更好的解决方案来处理大电流瞬变

　　Odabaee强调说："参考设计非常重要。我们这样的供应商通过查看设计来提供帮助。但是，设计一个50-Amp、0.9-V系统仍然需要很高的技巧。"Linear Technology公司合作伙伴解决方案经理Gerard Velcelean也同意这一观点："老板让内部员工来处理这些问题。而小组人员如果不借助参考设计，很有可能会遇到问题。"

　　结论

　　现代SoC——无论是ASIC、ASSP还是FPGA，其隐含的一些技巧能够有效的降低能耗。但是，这些技巧越隐含，出现不良结果的风险就越大，这些结果可能会与系统使用模型冲突，使得电源设计更加复杂，或者不可预测的失效模式等。当然，SoC供应商会提供帮助。TI的Bittlestone说："我们用了很多的逻辑门来实现电源管理系统的接口，以方便系统设计人员的使用。"但即使如此，更重要的是，SoC用户应采用参考设计，或者深入理解他们所遇到的问题。