基于動態(tài)電源管理的移動終端設計(07-100)

　　需求以及應用背景

　　目前的移動終端設備如手機、PDA、掌上電腦已廣泛應用于消費、通信、工控、視頻監(jiān)控等多個領域，它們的電源管理設計是很大的挑戰(zhàn)，因為在目前的移動終端上，它不僅要支持各種語音采集功能，還有長時間進行Web/WAP接入的需要，以及如視頻監(jiān)控的功能，這些功能會消耗大量的電能。因此，必須在電源管理上采用合適的方法，否則這種功能密集的設備在電池壽命上可能遠遠達不到用戶的期望值。

　　由于便攜式電池技術在近期較難出現(xiàn)較大的突破，所以在系統(tǒng)設計中可以采用一些設計技巧來降低系統(tǒng)功耗，如優(yōu)化系統(tǒng)和CPU時鐘頻率，避免上電過程中的大電流脈沖;有效地管理系統(tǒng)電池運轉，有效地管理系統(tǒng)設備的工作模式，盡可能降低總線活動，降低總線電容，降低轉換噪聲等。

　　系統(tǒng)解決方案

　　系統(tǒng)架構與集成

　　電源管理是整個移動終端系統(tǒng)的基礎，這部分的穩(wěn)定工作對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定工作起著至關重要的作用。解決高性能與低功耗對立矛盾的方法之一是讓處理器根據(jù)當前的工作負荷運行在不同的性能水平上。例如，播放MPEG視頻比播放MP3音頻需要更高的性能。因此，處理器播放MP3時可以運行在更低的頻率下，但仍能獲得高質量的精確回放效果。降低功耗是每個便攜式產品開發(fā)人員的設計目標之一，但功耗不僅僅與硬件設計有關，控制軟件也會對產品的功耗產生很大影響。不管是操作系統(tǒng)、BIOS控制程序還是外設驅動程序，這些軟件編寫的方式決定了最終產品的功耗水平，因此在開發(fā)時必須加以考慮。

　　目前的高速移動終端大都增加了視頻監(jiān)控及顯示模塊，其輸入/輸出裝置都采用粗大的高速并行接口作為互連線路，連接基帶處理器、應用程序處理器及影像處理器。因此，可以采用串行接口縮小產品體積，精簡機械設計，降低系統(tǒng)功率，減少電磁干擾，并削減系統(tǒng)成本。本移動終端系統(tǒng)及其電源管理模式如圖1所示，它整合了模擬基帶處理和電源管理芯片，將完整芯片組與應用處理器的模擬與電源管理功能集成到一個器件中，從而降低了板級要求、減少了芯片數(shù)目及開發(fā)成本。系統(tǒng)中的射頻無線部分，在需要重要低噪聲效能時采用低壓降穩(wěn)壓器(LDO)，而降壓式直流-直流轉換器(DC-DC)則應用在新一代發(fā)送功率放大器的電源上以取得更長的電池使用時間。

　　圖1 移動終端系統(tǒng)及其電源管理模式