能夠?qū)崿F(xiàn)電能的回收和利用的CoolHD技術

　　什么是CoolHD技術?

　　隨著新型消費類電子設備的不斷增多，我們對能源的需求也在日益增加。很多國家開始對設備能源消耗做出規(guī)定，而能源的回收和利用也成為一個現(xiàn)實而獨特的解決方案。硅谷數(shù)模半導體是CoolHD技術的研發(fā)者和推廣者。該技術能夠回收被浪費的電能，使其被重新利用來為芯片供電。這意味著CoolHD技術在將高清多媒體內(nèi)容顯示到數(shù)字電視時，不需要從便攜設備電池中攝取電能，即實現(xiàn)了零功耗。在這一過程中，這一獨特技術能夠延長便攜設備電池壽命，增長設備續(xù)航時間，減少充電次數(shù)，因此提高設備了使用效率，為終端用戶帶來更長時間和更好的使用效果。

　　從基本的連接原理談起 想要完全了解CoolHD技術與其優(yōu)勢，我們需要先明白兩個音視頻設備之間的基本電子連接原理。除了無線設備，任何兩個音視頻設備之間的連接需要通過線纜來傳輸多媒體數(shù)據(jù)，這個線纜連接被稱為“DC Couple”(直流耦合)或“AC Couple”(交流耦合)。對多媒體連接來說，音視頻設備負責輸出數(shù)據(jù)的是“源端”或“發(fā)送端”，而接收數(shù)據(jù)設備則是“終端”或“接收端”。

　　圖1 – 源端與終端之間的直流耦合連接

　　在直流耦合連接中(見圖1)，源端與終端音視頻設備的線纜連接中沒有無源元件阻擋DC電流。圖中的晶體管直流耦合連接未顯示半導體設備兩端其他的驅(qū)動晶體管。接收端的終端電阻提供兩端所需的上拉電壓。源端設備在連接中與終端設備溝通需要其自己的電源。同樣，終端設備接收源端設備出來的數(shù)據(jù)也需要其自己的電源。這樣，電流在線纜中直接流通使得兩個音視頻設備傳輸所需數(shù)據(jù)。最重要的是在直流耦合連接兩端的晶體管需要能夠承受并轉(zhuǎn)換到同樣的電壓。

　　圖2 – 源端與終端之間的交流耦合連接

　　在交流耦合連接中(如圖2)，兩個音視頻設備之間使用的是電容耦合。電容器阻擋直流電流通過兩個設備，只允許交流電流通過。這樣，設備一端的變動率傳到另外一端，同時阻礙電流直接通過。不像直流耦合連接，交流耦合連接兩端的晶體管不需要有同樣的電壓。

　　因此，交流耦合能夠使集成電路設備在不同電壓下工作，有助推進集成電路設備向深亞微型技術發(fā)展的趨勢。另外，深亞微米技術中為減少功耗而降低了集成電路設備電壓。電子設備業(yè)內(nèi)為能夠提高功能的兼容性和集成度同時降低成本，通常會研發(fā)SoC。所以，深亞微型技術在提高集成度的同時也降低功耗。與此同時，集成電路設備是不同的工藝生產(chǎn)的，因此，互相之間會有電壓差異。交流耦合連接能夠驅(qū)動數(shù)據(jù)在不同電壓的兩個集成電路設備中傳輸。兩端可以互相溝通其電壓變動率定義。但不管是直流耦合還是交流耦合，音視頻設備在互相溝通傳輸數(shù)據(jù)的過程中，終端和源端都在不停的消耗電能。

　　高清互聯(lián)互通的需求日益增大 HDMI主要是為能夠直接插到墻上電源上取電的消費類電子設備而設計的。雖然芯片制造商們一直想提高SoC的功能集成度，而降低功耗對他們來說并不重要。在過去幾年里便攜式多媒體設備和超智能手機陸續(xù)問世，它們的處理能力接近普通計算機，但它們的小體積和小屏幕成為提供更好用戶體驗的路障。自高清電視的推出，消費者已經(jīng)非常適應在大屏幕上欣賞高清內(nèi)容。便攜式產(chǎn)品集成高清內(nèi)容處理能力帶動了將這些小型設備與大型高清顯示器連接的需求。

　　硅谷數(shù)模(Analogix)有著雄厚的數(shù)模混合信號設計和HDMI標準技術的積累，研發(fā)了獨特的電能回收利用執(zhí)行構架。HDMI技術在兩音視頻設備的直流耦合連接這一原理上運行。也就是說，源端或發(fā)送器負責輸出高清內(nèi)容至終端或接收器。硅谷數(shù)模成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的直流耦合連接執(zhí)行方式，該技術能夠回收源端中浪費掉的電能，然后重新加以利用，使得源端無需外接電源。這一技術被稱為CoolHD技術。

　　CoolHD技術實現(xiàn)電能的回收和利用 往往復雜的技術實施方式可以用很簡單的語言來描述，而在下一代集成電路計設計模式中，這些簡單的描述方式可幫助我們改變其設計規(guī)范。為了不過于復雜化本文，我們無需完全了解HDMI技術，只需要探討一個系統(tǒng)中兩集成電路設備通過一條線纜連接的直流耦合連接。

　　圖3 – CoolHD技術實施構架框圖