便携式智能驱动器让PCB布局更有序

便携式智能驱动器让PCB布局更有序

小型便携式电子系统不断发展，如移动电话、PMP（个人媒体播放器）、DSC（数码相机）、DVC（数码相机）、PME（便携式医疗设备）和GPS（全球定位系统）等，其功能及其功能 一代又一代，特征越来越丰富。 接下来是一些外围PCB板的要求往往是相似的，因为它们的电源、端口和MMI（人机界面）都使用相似的技术。

低功耗全功能产品三级策略

随着便携式系统的功能和性能不断增加，对电源管理的需求也不断增加。 因此，OEM厂商解决功耗问题的策略也在不断发展。

第一级策略侧重于能源管理子系统的效率，包括最大限度地减少 DC/DC 转换器、LDO、电池管理和电池保护 PCB 板上的损耗。

这是一种以电源子系统为中心的方法，很大程度上取决于半导体供应商生产比市场上类似设备功耗更低的组件和集成设备的能力。 这使得OEM工程师的主要任务变成了元件的选择，平衡能效、元件成本、封装尺寸等因素。

尽管这一策略非常有效，而且元件市场也意识到了这一好处，但大多数模拟和基于模拟的混合信号 IC 制造商并未从工艺尺寸的不断缩小中获得显着受益。

第二级策略的重点已经从电源转移到系统的某些部分，甚至是大型ASIC在某些时候不工作的部分。 这种策略在应用于无线链路硬件和显示器背光等高能耗用户时尤其有效，甚至可以通过关闭低功耗负载（如音频子系统、I/O端口）来延长每次充电的工作时间。 或非易失性配置存储器）。 例如，目前生产的手机有20个或更多的电源域。

除了节省射频元件和显示器背光等高功率PCB电路中空闲电流造成的功耗外，只要系统能够关闭时钟驱动的PCB电路，该策略就可以有效降低静态功耗。 随着IC制造技术发展到前所未有的更小尺寸，该策略可以有效取代时钟门控以减少空闲电流。

这种功耗降低策略取决于系统架构师、硬件和软件实施者以及 ASIC 供应商的技术贡献。 尽管这一策略是成功的，但它也受到应用处理器数量的限制。 这些附加功能将迫使设计人员消耗更多的计算资源和更高的功耗。 例如，手机已经从ARM7转向ARM9和ARM11处理器作为可选的基带和辅助处理资源。 其他便携式电子产品也有类似的趋势，尽管程度较小。

第三级策略侧重于在不牺牲性能的情况下降低各种功能的功耗。 一种可行的技术是采用分布式智能管理，其特点是不需要基带或应用处理器强大的处理能力和速度。

该策略允许处理器将所有功能转移到半自动外围控制器。 结果是处理器可以在人类活动期间休眠，而不是在数据处理或通信任务期间休眠。 然而，数据处理或通信任务需要发挥处理器的全部能力。 智能显示器背光驱动器就是一个很好的例子。

第三层策略下的背光方案

便携式电子产品的用户需要在各种环境光线条件下都有清晰可见的屏幕显示。 目前，便携式产品经常使用光电二极管或光电晶体管来估计环境光亮度，作为背光驱动器控制的输入。 光敏传感器需要信号调理PCB电路板：以直流偏置、放大和A/D转换的形式激励或至少一到两个阈值检测。

无论是通过外部元件还是通过片上模拟I/O引脚，主处理器通常以定期数据转换的形式监控光敏传感器的输出。 这种转换的速度约为每秒一次到几次。 然后控制器估计转换结果，通常分为三个级别，对应全天、明亮的室内环境或昏暗的环境。

处理器通过向背光驱动器发送控制信号来完成控制过程，然后驱动器向LED灯串提供三种可能的电流水平之一。 然而，这种方法效率不高。 事实上，这是一种微处理器管理的方式：在强大而昂贵的中央资源的监控下，将任务委托给系统中运行成本较低的部分。 这似乎对处理器任务卸载没有帮助。 电路板组装和电路板加工厂商解释说，便携式智能驱动器使PCB布局更加有序。