便攜式智能驅(qū)動(dòng)器讓PCB布局更有序

小型便攜式電子系統(tǒng)不斷發(fā)展，如移動(dòng)電話、PMP（個(gè)人媒體播放器）、DSC（數(shù)碼相機(jī)）、DVC（數(shù)碼相機(jī)）、PME（便攜式醫(yī)療設(shè)備）和GPS（全球定位系統(tǒng)）等，其功能及其功能 一代又一代，特征越來越豐富。 接下來是一些外圍PCB板的要求往往是相似的，因?yàn)樗鼈兊碾娫?、端口和MMI（人機(jī)界面）都使用相似的技術(shù)。

低功耗全功能產(chǎn)品三級(jí)策略

隨著便攜式系統(tǒng)的功能和性能不斷增加，對(duì)電源管理的需求也不斷增加。 因此，OEM廠商解決功耗問題的策略也在不斷發(fā)展。

第一級(jí)策略側(cè)重于能源管理子系統(tǒng)的效率，包括最大限度地減少 DC/DC 轉(zhuǎn)換器、LDO、電池管理和電池保護(hù) PCB 板上的損耗。

這是一種以電源子系統(tǒng)為中心的方法，很大程度上取決于半導(dǎo)體供應(yīng)商生產(chǎn)比市場(chǎng)上類似設(shè)備功耗更低的組件和集成設(shè)備的能力。 這使得OEM工程師的主要任務(wù)變成了元件的選擇，平衡能效、元件成本、封裝尺寸等因素。

盡管這一策略非常有效，而且元件市場(chǎng)也意識(shí)到了這一好處，但大多數(shù)模擬和基于模擬的混合信號(hào) IC 制造商并未從工藝尺寸的不斷縮小中獲得顯著受益。

第二級(jí)策略的重點(diǎn)已經(jīng)從電源轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)的某些部分，甚至是大型ASIC在某些時(shí)候不工作的部分。 這種策略在應(yīng)用于無線鏈路硬件和顯示器背光等高能耗用戶時(shí)尤其有效，甚至可以通過關(guān)閉低功耗負(fù)載（如音頻子系統(tǒng)、I/O端口）來延長(zhǎng)每次充電的工作時(shí)間。 或非易失性配置存儲(chǔ)器）。 例如，目前生產(chǎn)的手機(jī)有20個(gè)或更多的電源域。

除了節(jié)省射頻元件和顯示器背光等高功率PCB電路中空閑電流造成的功耗外，只要系統(tǒng)能夠關(guān)閉時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的PCB電路，該策略就可以有效降低靜態(tài)功耗。 隨著IC制造技術(shù)發(fā)展到前所未有的更小尺寸，該策略可以有效取代時(shí)鐘門控以減少空閑電流。

這種功耗降低策略取決于系統(tǒng)架構(gòu)師、硬件和軟件實(shí)施者以及 ASIC 供應(yīng)商的技術(shù)貢獻(xiàn)。 盡管這一策略是成功的，但它也受到應(yīng)用處理器數(shù)量的限制。 這些附加功能將迫使設(shè)計(jì)人員消耗更多的計(jì)算資源和更高的功耗。 例如，手機(jī)已經(jīng)從ARM7轉(zhuǎn)向ARM9和ARM11處理器作為可選的基帶和輔助處理資源。 其他便攜式電子產(chǎn)品也有類似的趨勢(shì)，盡管程度較小。

第三級(jí)策略側(cè)重于在不犧牲性能的情況下降低各種功能的功耗。 一種可行的技術(shù)是采用分布式智能管理，其特點(diǎn)是不需要基帶或應(yīng)用處理器強(qiáng)大的處理能力和速度。

該策略允許處理器將所有功能轉(zhuǎn)移到半自動(dòng)外圍控制器。 結(jié)果是處理器可以在人類活動(dòng)期間休眠，而不是在數(shù)據(jù)處理或通信任務(wù)期間休眠。 然而，數(shù)據(jù)處理或通信任務(wù)需要發(fā)揮處理器的全部能力。 智能顯示器背光驅(qū)動(dòng)器就是一個(gè)很好的例子。

第三層策略下的背光方案

便攜式電子產(chǎn)品的用戶需要在各種環(huán)境光線條件下都有清晰可見的屏幕顯示。 目前，便攜式產(chǎn)品經(jīng)常使用光電二極管或光電晶體管來估計(jì)環(huán)境光亮度，作為背光驅(qū)動(dòng)器控制的輸入。 光敏傳感器需要信號(hào)調(diào)理PCB電路板：以直流偏置、放大和A/D轉(zhuǎn)換的形式激勵(lì)或至少一到兩個(gè)閾值檢測(cè)。

無論是通過外部元件還是通過片上模擬I/O引腳，主處理器通常以定期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的形式監(jiān)控光敏傳感器的輸出。 這種轉(zhuǎn)換的速度約為每秒一次到幾次。 然后控制器估計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)果，通常分為三個(gè)級(jí)別，對(duì)應(yīng)全天、明亮的室內(nèi)環(huán)境或昏暗的環(huán)境。

處理器通過向背光驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制信號(hào)來完成控制過程，然后驅(qū)動(dòng)器向LED燈串提供三種可能的電流水平之一。 然而，這種方法效率不高。 事實(shí)上，這是一種微處理器管理的方式：在強(qiáng)大而昂貴的中央資源的監(jiān)控下，將任務(wù)委托給系統(tǒng)中運(yùn)行成本較低的部分。 這似乎對(duì)處理器任務(wù)卸載沒有幫助。 電路板組裝和電路板加工廠商解釋說，便攜式智能驅(qū)動(dòng)器使PCB布局更加有序。