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LTE设备耗电剧增,PMIC厂商转向独立式设计

作者:时间:2013-12-09来源:网络收藏

LTE手机中的应用处理器将不再整合电源管理单元(PMU)。智慧型手机导入LTE技术后,虽可实现更快的联网效能,却也导致处理器更为严重,因此手机制造商已开始改用独立式且高整合度的电源管理晶片(),以达到更高的电源管理效率。

  LTE设备耗电剧增,PMIC厂商转向独立式设计

  戴乐格亚洲区总经理Christophe Chene

  智慧型手机从低阶到高阶的机种选择越来越多,加上平板电脑的尺寸和定价也不断下降,让全球终端装置出货量屡创新高。与此同时,消费者要在这些行动电子产品上使用越来越多的多媒体内容,并期待电池续航力越来越长,因此电源管理对IC设计业者而言,显然已成为极具挑战的新课题。

  尽管智慧型手机出货量与日俱增,但如何为行动装置提升电源管理效率,已成为各家业者共同面临的设计挑战。根据2012年美国无线智慧型手机消费者满意度调查报告显示,电池寿命太短是智慧型手机使用者最常抱怨的问题,要解决此一问题,设备制造商就必须以更创新的技术来规画电源管理。

  事实上,造成行动装置电源消耗愈来愈快的主要原因除手机功能愈来愈多外,长程演进计划(LTE)技术逐渐普及也是主要原因之一。

  随着4G日益普及,消费者使用智慧型手机与平板电脑的方式也正慢慢改变,一方面会增加使用这些产品的时间,一方面会让产品执行更多功率密集的动作,LTE会提供相当快的资料下载速度,所以行动装置的电力消耗也同样快速。

  设备制造商要控制电池寿命,就必须控制功耗,要控制功耗就必须控制好主处理器的效能;同样的环环相扣,支援LTE的手机都须采用高效能的多核心应用处理器,这些处理器都使用奈米制程,所以要开发4G产品,IC设计业者势必将电源管理功能从晶片中独立出来重新设计,而这样的创新设计则须有许多技术挑战须一一克服。

  LTE传输功率过高 电源管理设计难度加剧

  在支援LTE的手机和平板电脑中,电力被快速消耗的因素有四大项。首先是当用户不使用行动网路时,并不能像关闭萤幕一样把行动网路关掉。手机须时常侦测无线电波,也要时常决定和哪个基地台连接才会有最好的效果,因此每一次的侦测扫描都会消力,且手机能使用的网路越多,须执行的扫描就越多。

  其次,处理器工作量与日俱增也是快速消耗行动装置电力的主因。上网吃到饱的高速数据传输资费,已改变消费者使用行动设备的方式。行动电话的通话量虽然维持稳定,但其实消费者对手机的使用越趋频繁,例如用手机来浏览网际网路、查看社群网站、玩游戏、听音乐,而在这些应用所花费的时间早已多于通话功能,进而造成电力快速消耗。

  第三,数据传输速度的提升也同样会造成电力快速下降。根据测试显示,LTE的效率在传输较大量的数据时会比较高。但是,这些测试同时也指出在使用Android Netflix应用程式上传或下载一部电影时,LTE的较3G为高(LTE是每小时38.2%;3G是每小时33.1%)。这是为了要控制体验品质,也就是使用不同的位元速率上传或下载音讯和视讯,以配合联网速度并消除缓冲。虽然测试人员并未证实此理论,但是Netflix的桌上型应用程式在更高联网速度下的确能传输更多的资料,这在整个产业中都是很常见的现象。显见LTE网路增加传输速率,会对LTE数据机,以及行动电话和平板电脑的处理造成负担,进而导致耗电较3G多。

  最后,复杂的封包也会使处理器在工作时耗电量大幅增加。在改善数据传输速度的过程中,射频(RF)工程师必须增加波形的复杂度,才能把更多的位元编码传送至电波中。LTE使用64-state正交幅度调变(QAM)及正交频分复用(OFDM)技术。但是速度越快,频谱效率越高的网路,就须越强大的运算能力来做讯号解码,而处理器工作的增加就会让耗电量大幅增加。

  提升行动装置电池续航力 新一代电源管理IC锋芒毕露


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关键词: LTE设备 耗电 PMIC 独立式设计
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