一種智能手機的低功率損耗設(shè)計方案

　　對于主CPU的各種接口控制器一般不會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;接口控制器沒有處于工作狀態(tài)如不將其關(guān)閉仍會消耗電流對于主CPU來說各外設(shè)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(qū)動器為2.9 mA;定時器為0.5 mA;SDI為1.9 mA;UART為3.6 mA;RTC為0.4 mA;A／D轉(zhuǎn)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(gòu)中SPI接口、USB HOST接口沒有使用因此可以通過設(shè)置SPCONO和HcControl寄存器永遠地關(guān)閉SPI和USB HOST接口這樣可以節(jié)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行關(guān)閉以進一步降低智能手機的功耗還可以防止總線上倒灌電流的影響

　　2.3 接口驅(qū)動電路的低功耗設(shè)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除了要考慮其性能外還必須考慮其正常工作時的功耗在設(shè)計接口電路時必須考慮以下幾個因素：

　　2.3.1 上拉電阻／下拉電阻的選取

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

　　根據(jù)表1從電氣性能上來看通過減小連續(xù)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次而兩組代碼實現(xiàn)同樣的功能因此優(yōu)化后的指令執(zhí)行時的功耗小于原先指令因此系統(tǒng)軟件完成后在保證軟件功能一致的情況下通過對代碼進行優(yōu)化可以減小軟件在執(zhí)行時的功耗

　　2.3.2 對懸空引腳的處理

　　對于系統(tǒng)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(yīng)一些電荷導(dǎo)致器件被高壓擊穿而且還會導(dǎo)致輸入端信號電平隨機變化導(dǎo)致CPU在休眠時不斷地被喚醒從而無法進入睡眠狀態(tài)或其他莫名其妙的故障所以正確的方法是根據(jù)引腳的初始狀態(tài)將未使用的輸入端接到相應(yīng)的供電電壓來保持高電平或通過接地來保持低電平

　　2.3.3 緩沖器的選擇

　　緩沖器有很多功能如電平轉(zhuǎn)換、增加驅(qū)動能力、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚩刂频?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" class=scaleImage height=8 alt="一種智能手機的低功率損耗設(shè)計方案" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231549_5_0.jpg" width=8 border=0>當僅僅基于驅(qū)動能力的考慮增加緩沖器時必須慎重考慮因驅(qū)動電流過大會導(dǎo)致更多的能量被浪費掉所以應(yīng)仔細檢查芯片的最大輸出電流IOH和IOL是否足夠驅(qū)動下級芯片當可以通過