基于動(dòng)態(tài)電源管理的移動(dòng)終端設(shè)計(jì)(07-100)

　　需求以及應(yīng)用背景

　　目前的移動(dòng)終端設(shè)備如手機(jī)、PDA、掌上電腦已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、通信、工控、視頻監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域，它們的電源管理設(shè)計(jì)是很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵谀壳暗?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/移動(dòng)終端">移動(dòng)終端上，它不僅要支持各種語(yǔ)音采集功能，還有長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行Web/WAP接入的需要，以及如視頻監(jiān)控的功能，這些功能會(huì)消耗大量的電能。因此，必須在電源管理上采用合適的方法，否則這種功能密集的設(shè)備在電池壽命上可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到用戶的期望值。

　　由于便攜式電池技術(shù)在近期較難出現(xiàn)較大的突破，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可以采用一些設(shè)計(jì)技巧來(lái)降低系統(tǒng)功耗，如優(yōu)化系統(tǒng)和CPU時(shí)鐘頻率，避免上電過(guò)程中的大電流脈沖;有效地管理系統(tǒng)電池運(yùn)轉(zhuǎn)，有效地管理系統(tǒng)設(shè)備的工作模式，盡可能降低總線活動(dòng)，降低總線電容，降低轉(zhuǎn)換噪聲等。

　　系統(tǒng)解決方案

　　系統(tǒng)架構(gòu)與集成

　　電源管理是整個(gè)移動(dòng)終端系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這部分的穩(wěn)定工作對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作起著至關(guān)重要的作用。解決高性能與低功耗對(duì)立矛盾的方法之一是讓處理器根據(jù)當(dāng)前的工作負(fù)荷運(yùn)行在不同的性能水平上。例如，播放MPEG視頻比播放MP3音頻需要更高的性能。因此，處理器播放MP3時(shí)可以運(yùn)行在更低的頻率下，但仍能獲得高質(zhì)量的精確回放效果。降低功耗是每個(gè)便攜式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一，但功耗不僅僅與硬件設(shè)計(jì)有關(guān)，控制軟件也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的功耗產(chǎn)生很大影響。不管是操作系統(tǒng)、BIOS控制程序還是外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序，這些軟件編寫的方式?jīng)Q定了最終產(chǎn)品的功耗水平，因此在開(kāi)發(fā)時(shí)必須加以考慮。

　　目前的高速移動(dòng)終端大都增加了視頻監(jiān)控及顯示模塊，其輸入/輸出裝置都采用粗大的高速并行接口作為互連線路，連接基帶處理器、應(yīng)用程序處理器及影像處理器。因此，可以采用串行接口縮小產(chǎn)品體積，精簡(jiǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)功率，減少電磁干擾，并削減系統(tǒng)成本。本移動(dòng)終端系統(tǒng)及其電源管理模式如圖1所示，它整合了模擬基帶處理和電源管理芯片，將完整芯片組與應(yīng)用處理器的模擬與電源管理功能集成到一個(gè)器件中，從而降低了板級(jí)要求、減少了芯片數(shù)目及開(kāi)發(fā)成本。系統(tǒng)中的射頻無(wú)線部分，在需要重要低噪聲效能時(shí)采用低壓降穩(wěn)壓器(LDO)，而降壓式直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC)則應(yīng)用在新一代發(fā)送功率放大器的電源上以取得更長(zhǎng)的電池使用時(shí)間。

　　圖1 移動(dòng)終端系統(tǒng)及其電源管理模式