快速定制化的制勝法寶：Qorvo ActiveCiPS? PMIC技術(shù)

電源管理集成電路（PMIC）在現代電子設備中至關(guān)重要；其能夠能在單個(gè)IC內提供高度集成電源解決方案，包含多個(gè)電源軌和通用輸入輸出（GPIO）接口。PMIC具有體積小、集成度高以及供應鏈優(yōu)化的優(yōu)勢。然而，許多PMIC解決方案無(wú)法在不同應用間輕松實(shí)現定制化，因此工程師們在將其整合到設計中時(shí)常遇到困難。

但現在，已有針對這一挑戰的解決方案——本文探討了Qorvo的 ActiveCiPS? PMIC技術(shù) 如何在達成定制化優(yōu)勢的同時(shí)消除設計障礙，這使得單片PMIC成為眾多大眾市場(chǎng)應用的理想選擇。

PMIC的前景

電路板設計師在處理空間受限系統時(shí)，很快就能認識到PMIC的優(yōu)勢，尤其是其 小巧的體積 和 豐富的功能集成 。從電源軌數量和電流處理能力方面來(lái)看，找到符合系統電源要求的PMIC通常很簡(jiǎn)單。然而，當設計師深入研究數據手冊并意識到所選PMIC的默認設置并不符合其負載要求時(shí)，挑戰便隨之而來(lái)。 在大眾市場(chǎng)中，大多數PMIC在使用前都需要進(jìn)行定制。

在這個(gè)節點(diǎn)上，設計師必須權衡分立式方案與PMIC的利弊。但如本文所述，Qorvo PMIC為此提供了解決方案。表1進(jìn)行了一個(gè)高層次的對比，顯示PMIC通常具有更多優(yōu)勢。

表1，分立式方案與PMIC解決方案的比較

尺寸與元件數量

圖1展示了分立式電源解決方案與PMIC電源解決方案之間的對比。兩種解決方案均提供三個(gè)降壓轉換器、兩個(gè)低壓差線(xiàn)性穩壓器（LDO）、定制化的上電序列，以及多個(gè)GPIO，包括Enable、nRESET、nIRQ和一個(gè)DVS輸入。 PMIC解決方案的尺寸減小了80%，元件數量減少75% 。

圖1，分立式方案與PMIC電源解決方案對比——三個(gè)降壓轉換器 + 兩個(gè)LDO

在實(shí)際應用中，如圖2所示，Qorvo的 ACT88329 PMIC 展示了這些優(yōu)勢。它集成了 三個(gè)降壓轉換器 、 兩個(gè)LDO 、 定制化上電序列 、 兩種低功耗模式 、 實(shí)時(shí)電壓DVS 、 可自動(dòng)配置的啟動(dòng)電壓 以及 用于實(shí)時(shí)更改配置的微處理器接口 ——所有這些功能都集成在圖2中紅框內所示的緊湊型封裝中。

圖2，實(shí)際應用中的ACT88329 PMIC

布局考慮因素

分立式解決方案在設置輸出電壓和設計啟動(dòng)序列方面帶來(lái)了全面的靈活性 。然而，這種靈活性需要大量的分立元件及顯著(zhù)增加的PCB面積。首先，啟動(dòng)序列需要在每個(gè)電源的電源良好輸出和使能輸入之間布設PCB走線(xiàn)，并添加額外的RC濾波器來(lái)提供必要的延遲。此外，系統級GPIO功能也需要額外的邏輯電路。這種復雜性的增加會(huì )導致項目成本上升以及材料管理難度加大。

相反，集成式PMIC解決方案將啟動(dòng)序列控制集成在單個(gè)IC內部，允許輸出獨立配置所需的任何序列及延時(shí)。輸出電壓或序列的更改可通過(guò)PMIC內部寄存器值的調整輕松管理。GPIO功能也集成在像 ACT88321 和 ACT88420 這樣的高階PMIC中，從而允許實(shí)時(shí)重新配置GPIO功能。

克服傳統PMIC的局限

盡管PMIC具備諸多優(yōu)勢，但并非所有PMIC都相同。許多PMIC具有限制性的默認設置，如 固定的上電序列 、 固定的輸出電壓 ，和 靈活性極小的GPIO 。一些擁有可編程序列的PMIC需要多個(gè)IC引腳，從而增加了成本和復雜性。另一些則通過(guò)集成電路總線(xiàn)（I2C）或專(zhuān)有數字通信來(lái)實(shí)現這一功能；但這又帶來(lái)了一個(gè)兩難問(wèn)題： 系統主機需要電源來(lái)配置PMIC，但PMIC又需要配置才能為主機供電。

此外，對于輸出電壓的可編程性，一些PMIC使用分立電阻作為反饋分壓器或引腳綁定默認電壓設置，從 而增加了成本和元件數量。但Qorvo的可編程PMIC解決方案直面并解決了這些障礙。

Qorvo的ActiveCiPS?技術(shù)

為應對這些挑戰，Qorvo推出了 ActiveCiPS? 技術(shù)，以獲得對默認輸出電壓、啟動(dòng)序列、低功耗模式、GPIO功能等的全方位靈活控制。這種定制化的實(shí)現無(wú)需增加額外的IC引腳、元件數量或成本。ActiveCiPS?技術(shù)通過(guò)內部寄存器支持全面的PMIC編程，使得用戶(hù)可以通過(guò)編程選項而非金屬掩模變化來(lái)修改默認設置。

Qorvo提供具有通用配置的標準評估板?？蛻?hù)可以使用 ActiveCiPS適配器（dongle） 和 圖形用戶(hù)界面（GUI） 修改默認設置，并將其保存到評估套件中進(jìn)行測試。

圖3，連接至評估套件的Qorvo ActiveCiPS適配器

靈活且高效的開(kāi)發(fā)

客戶(hù)使用評估套件確定默認設置后，即可構建并測試其第一塊PCB。初始電源需求的更改通常需要對PCB和元件進(jìn)行調整。然而， Qorvo的PMIC無(wú)需返工PCB ；ActiveCiPS?使客戶(hù)能夠在開(kāi)發(fā)環(huán)境中測試配置，而不必因PCB變更或等待新IC的發(fā)貨而延誤。

通過(guò)標準I2C命令進(jìn)行配置更改，還使得Qorvo的客戶(hù)能夠購買(mǎi)具有現有默認配置的IC并做出細微調整；例如將ACT88329VU108 PMIC配置為給Atmel SAMA5D3處理器供電，但允許經(jīng)由I2C命令進(jìn)行系統級優(yōu)化，從而實(shí)現快速定制與交付。

結論

尋求定制化電源解決方案的工程師現在有了Qorvo PMIC這一更優(yōu)選擇。這些PMIC產(chǎn)品兼具分立設計的靈活性?xún)?yōu)勢，也避免了PCB尺寸增大、元件數量增加以及采購復雜性提高等缺點(diǎn)。它們結合了PMIC的尺寸小、元件數量少和易用性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠為大眾市場(chǎng)客戶(hù)提供快速、可定制的解決方案。 Qorvo的ActiveCiPS?技術(shù)有效填補了定制化和效率之間的鴻溝 ，成為改變PMIC市場(chǎng)規則的變革者。