智能電源管理解決方案簡(jiǎn)化便攜式消費電子設計

　　將大量功能納入單一設備的需求不僅凸顯了提高集成度以減小尺寸的要求，而且還需要一種可編程電源管理解決方案以支持各種應用的處理器、系統內存和其他外部元件(如WiFi、藍牙和GPS)的需求。今天，許多電源管理解決方案都針對特定應用處理器進(jìn)行了優(yōu)化操作，可以使單個(gè)系統的設計更容易。但是，開(kāi)發(fā)針對不同地域和人群需求的多種產(chǎn)品的許多OEM廠(chǎng)商都可以受益于更加靈活和高集成度的解決方案，該方案可以用不同的應用處理器跨多個(gè)平臺重復使用。

　　最新產(chǎn)品(如IDTP95020智能系統電源管理解決方案)通過(guò)采用一種包含嵌入式微控制器的獨特架構實(shí)現了這樣的靈活性(見(jiàn)圖1)。嵌入式微控制器用來(lái)管理所有的片上資源，并支持動(dòng)態(tài)可編程系統功率調節模塊和一個(gè)片上電源管理機制，這使得該解決方案極具靈活性。除了可編程開(kāi)關(guān)模式DC-DC轉換器和低壓差(LDO)穩壓器，IDTP95020還集成了電池充電管理、白光LED驅動(dòng)器、低功耗有混音器功能的立體聲音頻和語(yǔ)音編解碼器、D類(lèi)放大器及耳機驅動(dòng)器、用于片上和片外時(shí)鐘發(fā)生器的鎖相環(huán)(PLL)，以及觸摸屏控制器(見(jiàn)圖1)。其中的每個(gè)功能模塊都是完全可編程的，可以由嵌入式微控制器通過(guò)預定義腳本序列加載到內部存儲器或外部EEPROM中來(lái)控制。這使得IDTP95020可獨立于應用處理器自主運作，從而減少了處理日常事務(wù)和實(shí)時(shí)事件監控的需求。IDTP95020還允許處理器通過(guò)兩個(gè)I2C接口中的其中之一寫(xiě)入寄存器來(lái)控制其功能模塊(見(jiàn)圖2)。

　　這種靈活性和可編程性不僅使IDT P95020可滿(mǎn)足各種應用處理器所需的動(dòng)態(tài)電壓調整，而且使設計人員能夠快速修改電源管理解決方案，以滿(mǎn)足其產(chǎn)品組合的不同外設要求。能夠在多個(gè)產(chǎn)品中重復使用的解決方案不但可以顯著(zhù)減少完成這些項目所需的設計資源，還有助于更快地將這些產(chǎn)品推向市場(chǎng)。此外，可重復使用的電源管理解決方案還有助于簡(jiǎn)化采購和庫存管理。

　　圖1：IDTP95020智能電源管理解決方案。

　　復雜用戶(hù)界面的系統級影響

　　觸摸屏已迅速從奢侈功能轉變?yōu)橐粋€(gè)用于各種消費產(chǎn)品的標準功能。利用像IDTP9502這樣集成了觸摸屏控制器和白光LED驅動(dòng)器的智能電源管理解決方案，設計人員能夠快速、方便地添加該功能，而無(wú)需使用多個(gè)分立元件，這也有助于減少應用處理器的負擔并降低系統功耗(圖2)。通過(guò)將監控觸摸屏、按鈕和其他用戶(hù)輸入的需求從應用處理器轉移到智能系統電源管理解決方案，應用處理器可以將其高性能處理能力專(zhuān)注于更多的增值功能，或是有更多時(shí)間處于空閑或完全待機狀態(tài)，以降低系統的總體功耗。IDTP95020還可以從應用處理器接管白光LED背光的控制需求。通過(guò)集成白光LED驅動(dòng)器和觸摸屏幕控制器，以及使用12位ADC監測其他模擬系統測量的性能，IDTP95020無(wú)需采用應用處理器即可喚醒顯示器或控制其亮度。

　　圖2：利用集成電源管理解決方案簡(jiǎn)化設計。

　　集成式編解碼器簡(jiǎn)化音頻處理

　　在許多便攜式應用，特別是那些基于分立式應用處理器和基帶處理器的方案中，將有多個(gè)音頻輸入和輸出需要融合和調整。這使得集中式音頻混頻器成為一種新的需求，在許多構架中，由應用處理器來(lái)執行這個(gè)功能。但由于混音是CPU密集型操作，這會(huì )給應用處理器資源帶來(lái)沉重的負擔，并導致功耗過(guò)大。采用嵌入式音頻編解碼器的智能系統電源管理解決方案提供了一種更好的方法。通過(guò)承接應用處理器的混音操作，集成電源管理解決方案(如IDTP95020)可減少應用處理器的處理負擔，從而使這些資源可用于其他功能，或使處理器進(jìn)入低功耗待機狀態(tài)以降低系統功耗(見(jiàn)圖3)。

　　圖3：IDT P95020的音頻路由和混頻。

　　開(kāi)發(fā)環(huán)境

　　盡管一個(gè)完全可編程的智能電源管理解決方案能為設計人員提供極大的集成度和靈活性，但它也需要創(chuàng )建用戶(hù)定義的電源排序和腳本以應對各種中斷和事件。為確保創(chuàng )建這些排序和腳本不會(huì )對產(chǎn)品上市時(shí)間造成不利影響，任何電源管理解決方案都迫切需要在一個(gè)強大的開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成開(kāi)發(fā)。IDTP95020的開(kāi)發(fā)工具包括可直接連接設計人員個(gè)人電腦的評估板。IDT公司基于GUI的腳本工具具備直觀(guān)的拖放式界面，設計人員可用它來(lái)定義電源軌的順序，還可以通過(guò)預定義操作順序和設置來(lái)創(chuàng )建并運行工具命令語(yǔ)言(TCL)腳本以配置IDTP95020。一旦設計人員完成了這些腳本文件，該工具即可將它們直接加載到評估板上的EEPROM中(圖4)。

　　圖4：DT P95020開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　讓電源管理成為一種戰略決策

　　過(guò)去，電源管理一直是許多便攜式消費類(lèi)應用設計中最后考慮的一個(gè)因素。雖然這種方法一直能很好地滿(mǎn)足設計人員的需求，但由于便攜式消費電子設備日益復雜，而且需要在盡可能延長(cháng)電池壽命的前提下融入各種功能，因此電源管理解決方案的選擇顯得更加重要?，F在，智能系統電源管理解決方案(如IDTP95020)的開(kāi)發(fā)可以讓設計人員做出戰略決策，即采納可用于多個(gè)產(chǎn)品平臺和多代產(chǎn)品的更加靈活、高集成度的解決方案。這一決策可以減少開(kāi)發(fā)多種產(chǎn)品所需的設計資源并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)還有助于優(yōu)化系統的性能和功耗。