跟着通讯物业的陆续兴盛,搬动终端仍旧由素来简单的通话功用向话音、数据、图像、音笑和多媒体宗旨归纳演变。 而关于搬动终端,根本上能够分成两种:一种是古板手机(feature phone);另一种是智在行机(SMART phone)。智在行机拥有古板手机的根本功用,并有以下特征:绽放的操作体系、硬件和软件的可扩充性和援救第三方的二次拓荒。有关于古板手机,智在行机以其强壮的功用和便捷的操作等特征,越来越取得人们的青睐,将逐步成为墟市的一种潮水。
跟着通讯物业的陆续兴盛,搬动终端仍旧由素来简单的通话功用向话音、数据、图像、音笑和多媒体宗旨归纳演变。
而关于搬动终端,根本上能够分成两种:一种是古板手机(feature phone);另一种是智在行机(SMART phone)。智在行机拥有古板手机的根本功用,并有以下特征:绽放的操作体系、硬件和软件的可扩充性和援救第三方的二次拓荒。有关于古板手机,智在行机以其强壮的功用和便捷的操作等特征,越来越取得人们的青睐,将逐步成为墟市的一种潮水。
然而,动作一种便携式和搬动性的终端,齐备依托电池来供电,跟着智在行机的功用越来越强壮,其功率损耗也越来越大。于是,务必普及智在行机的运用时光和待机时光。关于这个题目,有两种治理计划:一种是装备更大容量的手机电池;另一种是更正体系安排,采用优秀本事,低落手机的功率损耗。
现阶段,手机装备的电池以锂离子电池为主,固然锂离子电池的能量密度比以往提拔了近30%,可是仍不行知足智在行机兴盛需求。就目前运用的锂离子电池质料而言,能量密度惟有20%阁下的提拔空间。而另一种被业界普通看做是异日手机电池兴盛趋向的燃料电池,能使智在行机的通线个月,可是这种电池本事仍不可熟,离商用另有一段时光[1]。增大手机电池容量总的趋向大将会增补整机的本钱。
于是,从智在行机的总体安排入手,使用优秀的本事和器件,举办低落功率损耗的计划安排,从而尽恐怕拉长智在行机的运用时光和待机时光。到底上,低功耗安排仍旧成为智在行机安排中一个越来越要紧的题目。
主处置器运转绽放式操作体系,卖力全盘体系的左右。从处置器为无线modem个其它dbb(数字基带芯片),闭键完工语音信号的a/d转换、d/a转换、数字语音信号的编解码、信道编解码和无线modem个其它时序左右。主从处置器之间通过串口举办通讯。主处置器采用xxx公司的cpu芯片,它采用cmos工艺,具有arm926ej-s内核,采用arm公司的amba(优秀的微左右器总线kb的指令cache、16kb的数据cache和mmu(存储器管造单位)。为了实实际时的视频集会功用,带领了一个优化的mpeg4硬件编解码器。能对大运算量的mpeg4编解码和语音压缩解压缩举办硬件处置,从而能缓解arm内核的运算压力。主处置器上含有lcd(液晶显示器)左右器、摄像机左右器、sdram和srom左右器、良多通用的gpio口、sd卡接口等。这些使它能很精巧地使用于智在行机的安排中。
正在智在行机的硬件架构中,无线modem个别只须再加肯定的表围电途,如音频芯片、lcd、摄像机左右器、传声器、扬声器、功率放大器、天线等,便是一个完好的通俗手机(古板手机)的硬件电途。模仿基带(abb)语音信号引脚和音频编解码器芯片举办通讯,组成通话进程中的语音通道。
从这个硬件电途的体系架构能够看出,功耗最大的个别网罗主处置器、无线modem、lcd和键盘的背光灯、音频编解码器和功率放大器。于是,正在安排中,怎么低落它们的功耗,是一个很主要的题目。
正在数字集成电途安排中,cmos电途的静态功耗很低,与其动态功耗比拟根本能够渺视不计,故暂不研商。其动态功耗估计公式为:
式中:pd为cmos芯片的动态功耗;ct为cmos芯片的负载电容;v为cmos芯片的作事电压;f为cmos芯片的作事频率。
由式(1)可知,cmos电途中的功率破费与电途的开闭频率呈线性联系,与供电电压呈二次平方联系。关于cpu来说,vcore电压越高,时钟频率越速,则功率破费越大,因而,正在或许平常知足体系职能的条件下,尽恐怕拔取低电压作事的cpu。关于仍旧选定的cpu来说,低落供电电压和作事频率,或许正在总体功耗上得到较好的成绩。
关于主cpu来说,内核供电电压为1.3v,仍旧很幼,并且其全速运转时的主频能够齐备按照需求举办设立,其内部所需的其他种种频率都是通过主频分频出现。主cpu主频fcpu估计公式如下:
正在coms芯片上,为了防守静电形成损坏,不消的引脚不行悬空,大凡接下拉电阻来低落输入阻抗,供给泄荷通途。需求加上拉电阻来普及输出电平,从而普及芯片输入信号的噪声容限来加强抗扰乱才智。可是正在拔取上拉电阻时,
a)从减削功耗及芯片的倒灌电流才智上研商,上拉电阻应足够大,以减幼电流;
c)正在高速电途中,过大的上拉电阻会使信号边沿变得平缓,信号完好性会变差。
于是,正在研商或许平常驱动后级的景况下(即研商芯片的vih或vil),尽恐怕抉择更大的阻值,以减省体系的功耗。关于下拉电阻,景况相仿。
关于体系中cmos器件的悬空引脚,务必予以器重。由于cmos悬空的输入端的输入阻抗极高,很恐怕感觉极少电荷导致器件被高压击穿,并且还会导致输入端信号电平随机变动,导致cpu正在息眠时陆续地被叫醒,从而无法进入睡眠状况或其他无缘无故的毛病。因而确切的手段是,按照引脚的初始状况,将未运用的输入端接到相应的供电电压来维持高电平,或通过接地来维持低电平。
缓冲器有良多功用,如电平转换、增补驱动才智、数据传输的宗旨左右等,当仅仅基于驱动才智的研商增补缓冲器时,务必留意研商,因驱动电流过大会导致更多的能量被糜费掉。因而应详尽查抄芯片的最大输出电流ioh和iol是否足够驱动下级芯片,当能够通过抉择相宜的前后级芯片时应尽量避免运用缓冲器。
因为运用双cpu架构,表设良多,需求良多种电源。仅以主cpu来说,就需求1.3v、2.4v和2.8v电压,于是需求良多电压变动单位。平淡,有以下几种电压变换体例:线性安排器;dc/dc;LDO(低漏失安排器)。此中ldo本色上是一种线性稳压器,闭键用于压差较幼的地方,因而将其团结为线性稳压器。
线性稳压器的特征是电途组织方便,所需元件数目少,输入和输出压差能够很大,但其致命弱点是效力低、功耗高,其效力齐备取决于输出电压巨细。
dc/dc电途的特征是效力高、起落压活泼硬件,错误是电途相对庞大,纹波噪声扰乱较大,体积也相对较大,价值也比线性稳压高,关于升压,只可运用dc/dc。于是,正在安排中,关于电源纹波噪音恳求不厉的景况,都是运用dc/dc的电压转换器件,如许能够有用地减削能量,低落智在行机的功耗硬件。
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