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具有自适应开机和冬眠功能的电源管理设计

作者:时间:2013-07-12来源:网络收藏

1.2 PMU寄存器
PVL:存储电源有效使能电平,即指示电源VDDC和VDDM的有效使能电平;在手机初次上电或发生电源失效后恢复使用时,此寄存器值可能不正确;每次时,其值由;自适应”逻辑来校正;该寄存器值也允许软件修改。
PCR[1:0]:电源控制寄存器,PCR[0]控制VDDC的使能/关断,PCR[1]控制VDDM的使能/关断;其值由软件控制:1为使能,0为关断;当PCR为;使能”时,PSO输出PVL指示的电平,否则输出为高阻状态(要求PCB上PSO被拉至;关断”状态)。
PPR[23:0]:常数寄存器,仅当复位结束且其值非固定值24h’C5ADA5时由硬件自动写入该固定值;PPR用于指示电池供电是否正常,当电池被拔出或其供电失效时,PMU也失去供电(VDDP无电),该寄存器值无法保持,当VDDP恢复供电后,PMU根据此寄存器的值判断自身状态并进行必要初始化处理。
PFR[19:0]:软件可设的按键时间阈值寄存器,其中PFR[19:9]指示开关机键PSI[0]的按键有效时间阈值,PFR[8:0]指示“;唤醒键PSI[1]的按键有效时间阈值;达到阈值按键有效;阈值计算公式为(单位:s):
(PFR+1)x64×CLK周期=(PFR+1)/29
在手机初次上电或发生电源失效后恢复使用时,PFR[19:9]被初始化为2 s,手机正常开启后,软件可写入合适的阈值,此阈值应远大于上电后的复位延迟(一般为20~200 ms)。
PSR[31:0]:数据寄存器,软件在控制SoC进入冬眠模式前,可将关键性数据(如SDRAM中操作系统的启动地址)写入此寄存器,当冬眠唤醒时,软件据此寄存器值做出相应处理。

2 自适应
是对智能手机主控芯片内部开关机控制逻辑的改进,通过特殊硬件机制对外部芯片(PMIC)的有效开机电平进行自动判别和记忆,使得PMU输出正确的开机使能电平。
2.1 框图和接口、构件说明
自适应开机功能框图如图2所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175786.htm

b.JPG


图2中,PSIO即前述PSI[0],为开关机键输入;FSM为开关机控制有限状态机;CNT[16:0]为按键时间计数器;CMP是比较器。
2.2“自适应开机”过程
初始状态:系统处于关机状态,除PMU,RTC仍然保持有电外,SoC其他模块均处于掉电状态,具体初始信号如下:
PSIO:开关机键值保持高,即没有按下;
CLK:32 kHz时钟一直有效;
RSTn:系统复位输入保持为低,即复位有效;
PSO:电源使能输出高阻,即关机;
FSM:开关机控制有限状态机处于“关机”状态;
CNT:按键时间计数器保持清零状态。
启动开机:用户持续按下开机键,触发硬件逻辑变化,具体信号和状态变化如下:
PSIO:开关机键输入为低电平,即该键按下;
CNT:计数器开始计数(每隔一个CLK周期,计数器加1);
CMP:比较器在每个CLK周期都将CNT值与{PFR[19:9],6’b111111}进行比较,并将比较结果送给FSM;
FSM:当收到比较相等的信号,FSM进入“开机尝试”状态,即控制PSO输出PVL所指示的电平,同时复位计数器使之重新开始计数;
PSO:输出PVL所指示的电平,即尝试使能开机上电;
RSTn:如果PVL所存值正确,上述上电过程成功,手机正常上电,经过复位延迟后,复位变为无效idianndiane:按键键;FSM进入“开机成功”状态(等待开关机键再次按下,然后进入“关机”状态)。
初次或异常开机过程:在手机初次上电或发生电源失效后恢复使用时,PVL寄存器的值可能错误;此时开机过程基本同上,只是FSM进入“开机尝试”状态后,PSO输出与PMIC期望相反的电平,此后的过程说明如下:
CNT:在FSM进入“开机尝试”状态后,重复开始计数;
CMP:当按键时间第二次达到阈值,比较器将再次输出比较相等的信号;
FSM:FSM在“开机尝试”状态再次收到比较相等的信号,将PVL值取反存入PVL寄存器;
PSO:保持输出PVL所指示的电平,使能开机上电;
RSTn:上电过程成功,经过复位延迟后,复位变为无效idianndiane按键键;FSM进入“开机成功”状态。易知在此异常开机过程中,用户需要持续按住开机键至少两倍于阈值所定的按键时间。以上开关机控制有限状态机变化图如图3所示。

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3 冬眠功能
冬眠(Hibernation)是一种独特的省电模式。其特点之一是功耗极低近乎关机,与关机状态不同的是在PCB上SDRAM和用于唤醒的部件仍然有电,其中SDRAM处于低功耗的自刷新状态;特点之二是快速唤醒,为了保证良好的用户体验,系统要从SDRAM快速启动并快速回到冬眠前的现场。显然,实现冬眠功能需要SoC(主要是PMIC)、SDRAM和系统PCB上硬件机制的支持和软件的配合。



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