傳授壓箱絕技：從SoC設計人員那都了解不到的功耗管理問(wèn)題
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三星Galaxy III智能電話(huà)也遇到了非常相似的情況，而且結果可能更令人煩惱。當用戶(hù)插上電話(huà)后，系統SoC開(kāi)始充電，一般會(huì )出現不受控的浪涌。這種瞬變導致SoC檢測到充電失敗，關(guān)斷充電電路，而且不會(huì )通知用戶(hù)。因此，用戶(hù)進(jìn)入甜美的夢(mèng)鄉，直到第二天早晨，被窗外的鳥(niǎo)兒吵醒，卻發(fā)現放在床頭柜上的電話(huà)根本就沒(méi)有充電。
這些問(wèn)題不僅僅出現在智能電話(huà)上。Bailey說(shuō)：“最終，SoC產(chǎn)生的瞬變導致重新進(jìn)行電源設計?！?/P>
即使電源管理電路中的穩壓器能夠保持出現的瞬變，系統設計人員還是沒(méi)有完全解決這些問(wèn)題。瞬變的幅度和速度會(huì )使得設計人員對電源進(jìn)行全面的AC電路分析，包括，布板的雜散電容。這一般是SPICE的工作，電源設計人員通常轉向采用Linear Technology公司的LTspice?軟件，因為該公司提供穩壓器器件模型庫，以及電源設計人員友好的用戶(hù)界面。
穩壓器和SoC之間的走線(xiàn)阻抗等問(wèn)題有可能成為很難解決的問(wèn)題。如果SoC的電源管理設計產(chǎn)生較大的負載瞬變，可能會(huì )導致非常復雜的布板，或者昂貴的其他電路板層，如圖2所示，對于電源系統設計人員，穩壓器會(huì )處理瞬變。
除了穩壓，還有信號完整性問(wèn)題。供電電源線(xiàn)出現快速大電流瞬變，可能會(huì )成為耦合噪聲的主要來(lái)源，這些噪聲會(huì )影響電路板上的其他電源線(xiàn)，以及信號線(xiàn)。IC物理設計人員比較熟悉這類(lèi)信號完整性分析，但是，對于大部分電路板設計人員而言，設計起來(lái)會(huì )有一定的難度。
圖2.Stratix V開(kāi)發(fā)板的第13層，顯示了設計人員選擇分配整個(gè)板層，將穩壓器（右下側）連接至VCC。很難有更好的解決方案來(lái)處理大電流瞬變
Odabaee強調說(shuō)：“參考設計非常重要。我們這樣的供應商通過(guò)查看設計來(lái)提供幫助。但是，設計一個(gè)50-Amp、0.9-V系統仍然需要很高的技巧?！盠inear Technology公司合作伙伴解決方案經(jīng)理Gerard Velcelean也同意這一觀(guān)點(diǎn)：“老板讓內部員工來(lái)處理這些問(wèn)題。而小組人員如果不借助參考設計，很有可能會(huì )遇到問(wèn)題?！?/P>
結論
現代SoC——無(wú)論是ASIC、ASSP還是FPGA，其隱含的一些技巧能夠有效的降低能耗。但是，這些技巧越隱含，出現不良結果的風(fēng)險就越大，這些結果可能會(huì )與系統使用模型沖突，使得電源設計更加復雜，或者不可預測的失效模式等。當然，SoC供應商會(huì )提供幫助。TI的Bittlestone說(shuō)：“我們用了很多的邏輯門(mén)來(lái)實(shí)現電源管理系統的接口，以方便系統設計人員的使用?！钡词谷绱?，更重要的是，SoC用戶(hù)應采用參考設計，或者深入理解他們所遇到的問(wèn)題。
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