多媒体处理器动态电源管理技术

通用技术

将前面所述电源管理技术结合起来使用，我们便能以一种最佳的方法来处理各种运行情况。当便携式多媒体播放器的系统活动级别较高时，例如：观看高分辨率视频等，则可以在 VDD1 上设置过度驱动 OPP；对于要求中等水平功耗的网页浏览而言，此时可为 VDD1 和 VDD2 设置正常的 OPP；听音乐的功耗要求相对较低，可为 VDD1 和 VDD2 设置最低的 OPP。所有这些例子中，都可以激活 AVS 来降低"热"器件和"冷"器件之间的功耗差异。最后，如果用户保持媒体播放器开启闲置数小时或几天时间，则可以使用 SLM 来自动地将该设备转入关机模式。

为了更好地理解运用这些特性所带来的节能效果，请看下列几种情况。除特别注明外，下列例子均未使用 TI 的 AVS/SmartReflex 技术。在这些描述中，IVA 是指影像、视频以及音频加速器或子系统。

第 1 种情况：关机模式-0. 590 mW。这是一种最低功耗模式，TI 的 OMAP 3 可从该模式中自动唤醒。在这种模式下，整个器件（唤醒域除外）均处于关闭状态，唤醒域以低于 32 kHz 的频率运行。闲置稳压器被关闭（VDD1 = VDD2 = 0），SDRAM 自刷新，并且在唤醒时特定启动顺序会恢复 SDRAM 控制器和系统状态。

第 2 种情况：待机模式-7 mW。这种器件状态下，唤醒域处于运行状态，而其他所有非唤醒功耗域则处于低功耗维持状态（VDD1 = VDD2 = 0.9V）。所有逻辑电路和存储器得以维持。AVS 处于关闭状态。

第 3 种情况：音频解码-22 mW（不包括 DPLL 和 IO 功耗）。尽管 ARM 以 125 MHz 运行，但是在其进入睡眠模式后 ARM 仅允许 DMA 从多媒体卡读取输入数据。IVA 对 MP3 帧（44.1 kHz、128k bps 立体声）进行解码，并将解码后的数据发送至位于 SDRAM 中的缓冲器。一个片上多通道缓存串行端口将数据发送给音频编解码器进行回放。至于系统配置，DSP 以 90 MHz 运行，并且在无需为处理提供循环 (cycle) 时转入低功耗状态以达到节能的目的。此时，VDD1 = 0.9V，而 VDD2 = 1V。

第 4 种情况：音频/视频编码-540 mW（不包括 DPLL 和 IO 功耗）。在这种情况下，采集音频并对其进行编码（48 kHz 的 AACe+，32k bps 立体声），采集视频并对其进行编码（20 帧/秒的 H.264 VGA 分辨率，2.4 Mbsp），并且对二者进行了存储。与此同时，视频被显示出来。这种配置中，ARM 以 500 MHz 运行，DSP 以 360 MHz 运行，VDD1 = 1.2V，而 VDD2=1.15V。一个片上摄像头子系统也会对来自外部传感器的视频输入进行采集，多通道缓存串行端口对音频 PCM 输入进行采集，IVA 对视频和音频进行编码，编码后的数据被存储至多媒体卡中，而显示子系统则对视频进行旋转处理，并将其发送至 LCD 和 TV 输出接口。

实施电源管理

为了实现电源管理的广泛灵活性，DSP 处理器利用一个片上电源复位和时钟管理器 (PRCM)。OMAP3530 处理器将其功能块分为 18 个电源域，每一个域均有其自己的开关。PRCM 可对所有电源域进行开关，但是它们中的许多仍然由用户来控制。另外，每一个电源域都可以被切换到四种状态的任何一种，具体取决于电力是否施加于逻辑电路和存储器，以及时钟是激活还是未激活：激活、未激活、维持或关闭。

这些状态要求和备用稳压器配合，而一些基于 ARM 和 DSP 的器件一般都需要这种稳压器。市场上许多稳压器都可以完成这一工作；当然，这些稳压器必须要满足处理器的电压、电流和电源转换速率等规范要求，同时还要能够满足上电/断电定序要求。为了实现 DVFS 和 AVS 在基于 ARM 和 DSP 的处理器上运行，相关的稳压器还必须要具有 I2C 可编程性。在关机模式下，电路必须能够利用自动发出的或由专用 GPIO 信号发出的 I2C 命令对 VDD1 和 VDD2 稳压器进行开关。第二种选项的唤醒时间更短一些，因为其没有 I2C 延迟。为了减轻设计工程师的负担，最好将这些独立功能的所有特性置于单个器件中，这样可以极大地减少组件数量（请参见图 3）。