一種智能手機的低功率損耗設計方案

　　對于主CPU的各種接口控制器一般不會(huì )全部用到即使智能手機處于正常工作模式下在不同運行狀態(tài)各種接口控制器的使用狀況也是不同的;接口控制器沒(méi)有處于工作狀態(tài)如不將其關(guān)閉仍會(huì )消耗電流對于主CPU來(lái)說(shuō)各外設接口控制器的電流消耗［2］如下：NAND Flash為2.9 mA;LCD為5.8 mA;USB HOST為0.4 mA;USB驅動(dòng)器為2.9 mA;定時(shí)器為0.5 mA;SDI為1.9 mA;UART為3.6 mA;RTC為0.4 mA;A／D轉換器為0.4 mA;IIC為0.6 mA;IIS為0.5 mA;SPI為0.5 mA

　　在圖1所示的智能手機硬件架構中SPI接口、USB HOST接口沒(méi)有使用因此可以通過(guò)設置SPCONO和HcControl寄存器永遠地關(guān)閉SPI和USB HOST接口這樣可以節省0.9（0.5+0.4）mA的電流當智能手機處于正常工作狀態(tài)下可以對空閑的接口控制器進(jìn)行關(guān)閉以進(jìn)一步降低智能手機的功耗還可以防止總線(xiàn)上倒灌電流的影響

　　2.3 接口驅動(dòng)電路的低功耗設計

　　當選擇智能手機外圍芯片如SDRAM、LCD、攝像機、音頻編解碼器等器件時(shí)除了要考慮其性能外還必須考慮其正常工作時(shí)的功耗在設計接口電路時(shí)必須考慮以下幾個(gè)因素：

　　2.3.1 上拉電阻／下拉電阻的選取

　　軟件優(yōu)化是一個(gè)很重要的工作可以大大提高軟件運行時(shí)的效率和降低軟件運行時(shí)的功耗例如指令的重排在不影響指令執行結果的情況下可以消除由于裝載延遲、分支延遲、跳轉延遲等引起的指令流水線(xiàn)的失效［5］如表1所示的ARM匯編把指令轉變成二進(jìn)制編碼后不同之處就是各個(gè)寄存器操作數的二進(jìn)制編碼不同

　　根據表1從電氣性能上來(lái)看通過(guò)減小連續指令之間的漢明（Hamming）距離原代碼比優(yōu)化后代碼的比特位變化多6次而兩組代碼實(shí)現同樣的功能因此優(yōu)化后的指令執行時(shí)的功耗小于原先指令因此系統軟件完成后在保證軟件功能一致的情況下通過(guò)對代碼進(jìn)行優(yōu)化可以減小軟件在執行時(shí)的功耗

　　2.3.2 對懸空引腳的處理

　　對于系統中CMOS器件的懸空引腳必須給予重視因為CMOS懸空的輸入端的輸入阻抗極高很可能感應一些電荷導致器件被高壓擊穿而且還會(huì )導致輸入端信號電平隨機變化導致CPU在休眠時(shí)不斷地被喚醒從而無(wú)法進(jìn)入睡眠狀態(tài)或其他莫名其妙的故障所以正確的方法是根據引腳的初始狀態(tài)將未使用的輸入端接到相應的供電電壓來(lái)保持高電平或通過(guò)接地來(lái)保持低電平

　　2.3.3 緩沖器的選擇

　　緩沖器有很多功能如電平轉換、增加驅動(dòng)能力、數據傳輸的方向控制等當僅僅基于驅動(dòng)能力的考慮增加緩沖器時(shí)必須慎重考慮因驅動(dòng)電流過(guò)大會(huì )導致更多的能量被浪費掉所以應仔細檢查芯片的最大輸出電流IOH和IOL是否足夠驅動(dòng)下級芯片當可以通過(guò)