便携及电池供电系统电源管理设计
器电源子系统如图所示。
DVS技术非常有效,然而它需要非常精确的稳压及非常高的稳压精度,以及从一个电压电平到另一个电压电平的平稳转换,需要精度达3%的电源轨来提供良好的DVS性能。
DVS要求片上测量数字内核的电压负荷,这种片上测量以PMIC闭环的方式来使用,以及调节电源电压。这使数字内核能够以优化的电压工作,并将开关损耗降至最低。
现在,DVS还不是很普及,其中一个主要原因是它大幅增加了软件复杂度。因此,设计复杂度与电池使用时间之间的权衡并没有明显的方案。然而,随着技术的进步,芯片上越来越多地嵌入及微编码了所有必需的测量功能。这样一来,复杂度就不再阻碍该技术更广泛的普及。
支持这种技术的电源管理IC将越来越专用化,因为需要根据它们处理器提供的性能及技术来设计这些电源管理IC。
确定电源管理功能的架构
如前所述,手机设备的主芯片组将会是带有复杂电源管理单元(PMU)的高集成度双芯片或三芯片方案。但是,在这个主PMU上,电源管理结构定义期间确定的电源域及电源间隔度,以及工程师选定的先进电源管理功能,可能导致选择不同的电源管理子系统IC,这些IC专门用于各个应用处理器,或由一组应用处理器共用。
这种方法相比高集成度方案的主要优势首先就是为工程师提供高灵活度,能够及时调整设计,适应快速的市场变化及新功能要求。
除此之外,无法使用GPIO输入来提供电源管理子系统IC的可编程能力等级。IC将与处理器串行链接,而链接总线可以是SPI、I2C,或者更复杂的MIPI总线。
结论
在手机中不可能摆脱使用集成PMIC作为内核电源。IC以简单的设计结合高集成度、高能效方案以及高性价比的功能。然而,由于灵活性较差、IC及芯片组的开发周期时间相对于手机增加功能的需求而言显得较长,以及制造商的差异化要求,用于应用处理器的小尺寸DC-DC转换器和电源子系统仍然拥有很好的市场前景。假定供应商能够提供高性价比、小巧及高能效的方案,设计人员的选择就非常多了。
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