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基于动态电源管理的移动终端设计(07-100)

—— Mobile terminal design based on dynamic power management
作者:廖晓林时间:2009-03-03来源:电子产品世界

  需求以及应用背景

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/91987.htm

  目前的设备如手机、PDA、掌上电脑已广泛应用于消费、通信、工控、视频监控等多个领域,它们的电源管理设计是很大的挑战,因为在目前的上,它不仅要支持各种语音采集功能,还有长时间进行Web/WAP接入的需要,以及如视频监控的功能,这些功能会消耗大量的电能。因此,必须在电源管理上采用合适的方法,否则这种功能密集的设备在电池寿命上可能远远达不到用户的期望值。

  由于便携式电池技术在近期较难出现较大的突破,所以在系统设计中可以采用一些设计技巧来降低系统功耗,如优化系统和CPU时钟频率,避免上电过程中的大电流脉冲;有效地管理系统电池运转,有效地管理系统设备的工作模式,尽可能降低总线活动,降低总线电容,降低转换噪声等。

  系统解决方案

  系统架构与集成

  电源管理是整个系统的基础,这部分的稳定工作对整个系统的稳定工作起着至关重要的作用。解决高性能与低功耗对立矛盾的方法之一是让处理器根据当前的工作负荷运行在不同的性能水平上。例如,播放MPEG视频比播放MP3音频需要更高的性能。因此,处理器播放MP3时可以运行在更低的频率下,但仍能获得高质量的精确回放效果。降低功耗是每个便携式产品开发人员的设计目标之一,但功耗不仅仅与硬件设计有关,控制软件也会对产品的功耗产生很大影响。不管是操作系统、BIOS控制程序还是外设驱动程序,这些软件编写的方式决定了最终产品的功耗水平,因此在开发时必须加以考虑。

  目前的高速移动终端大都增加了视频监控及显示模块,其输入/输出装置都采用粗大的高速并行接口作为互连线路,连接基带处理器、应用程序处理器及影像处理器。因此,可以采用串行接口缩小产品体积,精简机械设计,降低系统功率,减少电磁干扰,并削减系统成本。本移动终端系统及其电源管理模式如图1所示,它整合了模拟基带处理和电源管理芯片,将完整芯片组与应用处理器的模拟与电源管理功能集成到一个器件中,从而降低了板级要求、减少了芯片数目及开发成本。系统中的射频无线部分,在需要重要低噪声效能时采用低压降稳压器(LDO),而降压式直流-直流转换器(DC-DC)则应用在新一代发送功率放大器的电源上以取得更长的电池使用时间。

 

  图1 移动终端系统及其电源管理模式


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