具有自适应开机和冬眠功能的电源管理设计

图4中的部件：SoC为主控芯片；PMU为主控芯片内的电源管理单元；PMIC为电源管理芯片；SDRAM为动态存储器，包括DDR／DDR2／DDR3等；PoR为复位发生器；KBIC为键盘控制芯片，用于唤醒“冬眠”，其INTn与PSI1相连，I2C连到SoC的相应接口；KBIC由VDDM供电；图4中的信号：VDDP／VDDM／VDDC为PMIC的电源输出，分别给PMU，SDRAM／KBIC和其他部分供电；CKE是从SoC输出至SDRAM的控制信号，用于控制SDRA M的自刷新状态；SoC的电源使能输出PSO0／PSO1被拉到关断状态(如果使能电平为高，拉到GNDP，否则拉到VDDP)。
3．2 冬眠功能实现过程
3．2．1 进入冬眠
(1)软件保存快速启动代码和当前程序现场到SDRAM；
(2)软件控制SDRAM进入自刷新模式(CKE=0并保持到唤醒之后)；
(3)软件控制SoC预备进入“冬眠”模式(包括停时钟，关PLL等)；
(4)软件将快速启动的初始地址写入PSR；
(5)软件将2’bI0写入PCR(即关VDDC，保持VDDM)；
(6)硬件上PSO0输出高阻，PSO1输出有效使能电平；由于VDDC掉电，RSTn拉低复位有效；CKE输出为高阻，由下拉保持在低电平使SDRAM维持自刷新状态。
3．2．2 唤醒冬眠
(1)用户按下指定键导致PSI1拉低达到阈值时间，触发冬眠唤醒逻辑；
(2)硬件控制PSO0输出有效使能电平使VDDC上电；
(3)SoC进入复位阶段，其中CKE的复位值为0；
(4)PoR在经过固定延迟后太高RSTn，使复位失效；
(5)SoC进入启动阶段，控制权交给软件；
(6)软件判断此为冬眠唤醒而非开机启动，控制SDRAM跳出自刷新状态；读PSR获得启动地址，直接运行SDRAM上的启动代码，并回到冬眠前的现场；
(7)软件判断引起冬眠唤醒的原因，执行相应操作。(在上述功能框图中，KBIC被用作唤醒部件，按任意键都会引发“冬眠”唤醒，然后软件通过I2C读出键值确定所按何键)。

4 结语
自适应开机功能简化了PCB上供电电路的设计，也使系统设计者能自由选择性价比更高的PMIC从而有助于降低整机成本；自适应开机的实现方法已由笔者所在公司申请专利保护。
本文所公开的冬眠功能已成功用于电纸书的应用：读者阅读当前页时，SoC进入冬眠状态，超级省电；当读者按动翻页键(PgDn或PgUp)时，SoC快速复活并显示下一页或上一页的内容，然后又开始冬眠。当使用Mobile SDRAM作为外部动态存储器时，笔者测量其电纸书参考系统的普通待机功耗为2．2 mA，而在“冬眠”状态下的待机功耗为180μA(主要来自Mobile SDRAM的自刷新功耗)。由是，利用冬眠功能本电纸书一次充电后的使用时间可从数周延长到数月。