如何在移動產(chǎn)品中對功耗進(jìn)行細(xì)化

作者：Upal Sengupta，高級應(yīng)用工程師
 德州儀器電池管理解決方案業(yè)務(wù)部

在我從事便攜式設(shè)備開發(fā)工作的大多數(shù)時間里，一直被教導(dǎo)“越少未必越好”。PC 電路板上的集成電路 (IC) 數(shù)量越少，就越好。自從第一款便攜式計(jì)算機(jī)和移動電話在 20 到 30 年前問世以來，我們就始終孜孜不倦地在為更小巧、更輕薄以及更低價格而努力。當(dāng)然這種集成趨勢在很大程度上是由半導(dǎo)體工藝技術(shù)的快速進(jìn)步所帶來的。雖然不太好意思承認(rèn)，但我的確記不清“亞微米技術(shù)”是什么時候成為主流的。老實(shí)說，到現(xiàn)在我也記不起來我最后一次使用工藝技術(shù)為 1 微米左右的 IC 是在什么時候。

多年來，我所在的團(tuán)隊(duì)一直在負(fù)責(zé)開發(fā)適用于移動電話的高集成度 PMIC 器件。在從 20 世紀(jì) 90 年代第一款數(shù)字 (2G) 產(chǎn)品出現(xiàn)到大約 2007 至 2008 年 3G 產(chǎn)品成為主流的這段時間里，我觀察到一個相當(dāng)穩(wěn)定的趨勢。我們在系統(tǒng)的 PMIC 中整合的內(nèi)容越多就越好，我們的目標(biāo)是減少芯片數(shù)量，這相當(dāng)于降低成本。早在 1996 年，我們就知道“有一天”移動電話會風(fēng)靡開來，因而確實(shí)應(yīng)該價格低廉。當(dāng)然我們當(dāng)時的最終目標(biāo)是開發(fā)“單芯片移動電話”。我承認(rèn)，其實(shí)我們中許多人的真實(shí)想法是至少兩顆芯片，一個模擬的和一個數(shù)字的，但事實(shí)遠(yuǎn)沒這么簡單。

隨著電話功能的增多以及相應(yīng)內(nèi)部電源軌數(shù)量的增多，我們的 PMIC器件在功能上也變得越來越強(qiáng)大。但實(shí)際的芯片/封裝尺寸并沒有變大，原因在于雖然我們增加了功能，但 IC 工藝和封裝技術(shù)的進(jìn)步讓我們能將這些特性大致地整合到相同大小的尺寸中。在上個世紀(jì) 90 年代中期，我們“業(yè)界一流”的 PMIC或許有五個直流輸出電源軌、一對音頻放大器和一個可驅(qū)動外部功率 FET 的線性電池充電器。封裝尺寸大約是 8mm x 8mm，有 48 個引腳。10 年后，我們采用 100 到 200 個焊球的 BGA 封裝，尺寸約為 8mm x 8mm 及至更小，沒有外部 FET，能提供 15 到 20 個電源軌和開關(guān)充電模式。我們確實(shí)從一代 PMIC 到另一代 PMIC 實(shí)現(xiàn)了以更少獲得更多。

但在過去幾年里，另一種趨勢不斷顯現(xiàn)。雖然我們將器件的尺寸今年比去年，這10年比上10年做得更小，但到某個點(diǎn)的時候我們可能會意識到這個世界上不是所有的事物都遵循摩爾定律。畢竟它不是純粹的“定律”，更多只是一種觀察。此外，還得出了一個結(jié)果，那就是越來越小的硅芯片工藝尺寸并非始終適用于電源 IC。

那么如何在移動產(chǎn)品中對功耗進(jìn)行細(xì)化？大致來說，消耗電量的主要負(fù)荷有處理器、無線電廣播、顯示器和電池（在充電的時候）。隨著移動系統(tǒng)的日趨復(fù)雜以及從 3G 向 4G 演進(jìn)發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn) PMIC 集成度不斷提高的趨勢開始發(fā)生輕微的逆轉(zhuǎn)。雖然系統(tǒng) PMIC 仍然是擁有眾多功能的相對大型的復(fù)雜器件，但這些高功率功能中的一部分正被轉(zhuǎn)移給外部電路。特別是 RFPA 電源、顯示器背光驅(qū)動器和電池充電器 IC 已實(shí)現(xiàn)了外部實(shí)施。如果有一個 3 安時的電池，需要在 1 小時內(nèi)完成充電，除非想看到 PC 電路板上冒出青煙，否則沒有其他方法可以使用。

作為工程師，有時我們會忘記我們所做的一切的動力是客戶（無論是個人消費(fèi)者還是企業(yè)客戶）愿意為之付款的產(chǎn)品和服務(wù)。伴隨近期移動技術(shù)勢不可擋的蓬勃發(fā)展，我們知道人們想要高速數(shù)據(jù)、明亮的大屏幕，而且希望隨時隨地都能使用自己的設(shè)備。因此，為了實(shí)現(xiàn)這些期望，我們需要電源。更強(qiáng)大的功能意味著需要體積更大、容量更大的電池。

更高容量的電池意味著更大電流的充電器，在智能電話和平板電腦領(lǐng)域我們已走到了這一步，即將電源轉(zhuǎn)換解決方案分解成多個組件是合理的做法。為此，某些我們以往的 PMIC 設(shè)計(jì)人員正在再度設(shè)計(jì)獨(dú)立的電池充電器！幸運(yùn)的是，在具有高效率充電器的情況下，我們現(xiàn)在既能夠用 2、3 乃至 4 安培的電流充電，而且還能夠讓 PC 電路板上的組件高度不超過 1 到 2mm。

因此，在具體到模擬和電源轉(zhuǎn)換電路領(lǐng)域，我們不能始終持有“越少越好”的想法。有時候，如何您想要更多，那么您只有投入更多才能獲得。所以越少未必就一直是越好。也許對于電源來說，“大就是全新的小 (Big is the new Small)”才是新的現(xiàn)狀。

審核編輯：符乾江

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2023-08-11 10:59:46

新唐開發(fā)平臺：進(jìn)階使用者的七大訣竅(6)使用PinView進(jìn)行功耗的除錯

2023-08-09 11:36:46

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低功耗藍(lán)牙如果使用OpenThread協(xié)議如何與電腦上的上位機(jī)進(jìn)行通信？

低功耗藍(lán)牙如果使用OpenThread協(xié)議，通過什么樣的方式，可以和電腦上的上位機(jī)進(jìn)行通信？想實(shí)現(xiàn)的功能就是在電腦上運(yùn)行一個上位機(jī)軟件，可以加入到thread網(wǎng)絡(luò)中,能夠直接讀取thread網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。

2023-08-05 06:09:09

STM32U5系列使用LPBAM進(jìn)行功耗優(yōu)化

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《STM32U5系列使用LPBAM進(jìn)行功耗優(yōu)化.pdf》資料免費(fèi)下載

2023-08-01 16:42:01

中圖三坐標(biāo)

中圖三坐標(biāo)Mars系列是移動橋式的三坐標(biāo)測量機(jī)。能夠?qū)Ω鞣N零件和部件的尺寸、形狀及相互位置關(guān)系進(jìn)行檢測，也可以對軟材質(zhì)或復(fù)雜零件進(jìn)行光學(xué)掃描測量。能夠大幅增強(qiáng)產(chǎn)品的尺度精度、定位以及幾何精度，所以能

2023-07-14 14:49:18

淺析芯片功耗的控制方法與驗(yàn)證方式

隨著移動設(shè)備的興起和芯片工藝的提升，功耗成為近年來芯片設(shè)計(jì)越來越關(guān)注的話題。對功耗關(guān)注度的提升大致可以從兩方面進(jìn)行分析，用戶角度和芯片設(shè)計(jì)者角度。

2023-06-29 15:51:39

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移動通信通過什么進(jìn)行傳輸移動通信與固定通信的區(qū)別

移動通信通過無線電波進(jìn)行傳輸。具體而言，移動通信利用無線電頻段在移動設(shè)備（如手機(jī)）和基站之間進(jìn)行信息的傳遞。

2023-06-27 18:24:18

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如何在 Zemax OpticStudio 中對人體皮膚建模以進(jìn)行生理測量

。本文演示了如何在 Zemax OpticStudio 中對人體皮膚建模以進(jìn)行生理測量，并說明了使用 ZOS-API 對基于 PPG 的心率傳感器進(jìn)行的時間相關(guān)模擬。文章附件可通過最下方“閱讀原文”鏈接中的文末進(jìn)行下載。 01 簡介 ? PPG 器件由紅外或可見光波長范圍

2023-06-17 09:01:25

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使用低功耗藍(lán)牙進(jìn)行位置分析

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《使用低功耗藍(lán)牙進(jìn)行位置分析.zip》資料免費(fèi)下載

2023-06-15 11:38:12

超低功耗MCU在物聯(lián)網(wǎng)方案中的應(yīng)用

MCU在這類設(shè)備中能夠減少能量消耗，從而使設(shè)備運(yùn)行時間更長。二、智能家居隨著智能家居的興起，越來越多的設(shè)備被連接至互聯(lián)網(wǎng)，例如智能烤箱、智能咖啡機(jī)等。這類設(shè)備通常會使用超低功耗MCU進(jìn)行控制，使得

2023-06-13 18:18:17

中圖移動橋架三坐標(biāo)測量儀

目前移動橋式結(jié)構(gòu)是中小型三坐標(biāo)測量機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是開敞性好，視野開闊，上下零件方便，運(yùn)動速度快，精度高。配備高精度的導(dǎo)軌、測頭和控制系統(tǒng)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)程序來自動控制檢測流程，從而計(jì)算輸出

2023-06-12 13:59:51

如何在macOS上的Eclipse中創(chuàng)建新項(xiàng)目？

昨天我在我的 macbook 上安裝了 esp-open-sdk，我想在 Eclipse 中開發(fā)和構(gòu)建它，就像在 Windows 上一樣，使用 UDK（非官方開發(fā)工具包）和 make 目標(biāo)。聽取建議，如何在 macOS 上的 Eclipse 中創(chuàng)建新項(xiàng)目。

2023-06-12 06:49:44

如何在dpl文件中為每個vlan指定1個fdb？

我正在嘗試在 lx21560a soc 中配置 dpsw。我的問題是如何在 dpl（數(shù)據(jù)路徑層）文件中為每個 vlan 指定 1 個 fdb？

2023-06-09 08:42:15

如何在init.lua文件中存儲更改的變量？

如何在 init.lua 文件中存儲更改的變量？例如：- 假設(shè)我使用了 GPIO 05 和 GPIO 04 ，其中第一次在 init.lua 中都是低電平。但隨后 GPIO 05 為高電平且

2023-06-09 07:31:39

如何在樹莓派4上安裝 openwrt？

如何在 Raspberry Pi 4上安裝 openwrt

2023-06-07 10:25:26

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如何在EB工具中啟用宏？

您能否分享有關(guān)如何在 EB tresos 29 版本中啟用 MACRO 的信息 #define ADC_SAR_IP_EOC_ENABLED ADC 模塊 S32K342 版本

2023-06-07 08:13:56

四維圖新MineCIM“中樞+抓手”產(chǎn)品體系形成

近日，四維圖新旗下數(shù)字孿生城市供應(yīng)商世紀(jì)高通成功推出MineCIM移動端產(chǎn)品，正式形成了“Web端中樞+移動端抓手”的完整產(chǎn)品體系。本次產(chǎn)品上線，將進(jìn)一步提升四維圖新MineCIM系列產(chǎn)品能力，為城市治理精細(xì)化、場景化提供有效手段，同時高效助力數(shù)字孿生城市建設(shè)。

2023-06-01 11:14:55

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如何在HyperRAM中讀/寫？

的 flexspi 接口。該板最初配備了 hyperFLASH，但經(jīng)過修改以接受組合芯片。不幸的是，我不知道如何讓芯片正常工作。我可以從 hyperflash 訪問和啟動，但想知道如何在 HyperRAM 中讀/寫

2023-05-31 13:22:06

如何在http服務(wù)器中查看mpu 6050的值？

我想使用 esp 01 和 mpu6050。如何在 http 服務(wù)器中查看 mpu 6050 的值。我正在使用 eclipse。你能幫我嗎

2023-05-19 07:29:50

如何在Project Explorer中隱藏文件夾？

如何在 MCUXpresso 的項(xiàng)目資源管理器中隱藏項(xiàng)目子目錄？例如，我想隱藏我的[i]doc\\\\子目錄，這可能嗎？

2023-05-18 06:01:33

淺談數(shù)據(jù)中心精細(xì)化建設(shè)策略分析

摘要：通過分析用戶需求、建設(shè)和運(yùn)維等多方對數(shù)據(jù)中心建設(shè)的要求；結(jié)合國家政策、數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢，創(chuàng)新性地引入關(guān)鍵因素多角度分析法。同時系統(tǒng)性地提出數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展中如何進(jìn)行精細(xì)化建設(shè)的策略。

2023-05-17 10:24:25

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如何在python中實(shí)現(xiàn)ESP TOUCH協(xié)議？

設(shè)備連接到路由器。有人能告訴我如何在 python 中實(shí)現(xiàn) ESP TOUCH 協(xié)議嗎？這樣所有模塊連同樹莓派都可以從一個應(yīng)用程序同時配置。

2023-05-17 08:20:05

“智慧賦能強(qiáng)鏈塑鏈”——精細(xì)化工行業(yè)倉儲物流數(shù)字化轉(zhuǎn)型探討

精細(xì)化工行業(yè)作為衡量國家化學(xué)工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，為國民經(jīng)濟(jì)提供重要的終端產(chǎn)品支持，相比較大化工產(chǎn)品，精細(xì)化工產(chǎn)品需要高度專業(yè)技能和工藝，其生產(chǎn)過程需要復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，以及嚴(yán)格的控制條件，產(chǎn)出

2023-05-09 22:05:25

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