移動設備的處理器電源
本文將詳細介紹如何為用于移動設備的各種處理器供電。本解決方案采用的是專門用于便攜式應用處理器的電源芯片TPS65020。
諸如PDA、智能電話及便攜式導航系統(tǒng)等電池供電的手持設備,一般都是由基于先進RISC計算機（ARM）的處理器提供驅動。市面上現(xiàn)有多家制造商的多種器件系列可供選擇,如：
● 德州儀器（TI）的OMAP處理器;
● Intel的XScale®處理器;
● 三星的S3C2xxx系列。
這幾種處理器均可實現(xiàn)多種不同類型的省電模式。所謂的‘空閑’和‘休眠’模式通常是基于以下事實,即通過關閉處理器部分不使用的內(nèi)部電路來降低處理器的功耗。一般情況下,采用的方式是關閉相關區(qū)塊的時鐘信號,或在某些省電模式下關閉或降低電源電壓。
處理器越先進,為其供電就需要采用更多不同的電源電壓。這可通過采用多個單通道轉換器來實現(xiàn),如標準的低壓降穩(wěn)壓器（LDO）或降壓轉換器。由于電源一般是鋰離子電池,因此在輸出電壓低于3.3V時降壓轉換器可以提供更高的效率—此類應用中輸出電壓一般低于3.3V。但是,對于某些電源電壓而言,使用LDO更為合理。用于在處理器中產(chǎn)生內(nèi)部時鐘信號的鎖相環(huán)（PLL）對任何噪聲都很敏感。因此,需要采用LDO為處理器的該部分供電。由于該區(qū)塊的電流一般為5mA～30mA,因此對整體效率的影響較小。實時時鐘（RTC）的供電也同樣如此。如果可以通過接近所需輸出電壓的電壓為LDO供電,則LDO就是一種名副其實的簡單、低成本、高效率解決方案。在采用1.8V I/O電壓的應用中,我們可以通過該電壓軌為PLL-LDO供電,從而使其輸出電壓達到1.3V,效率達到72％。
由于需要多種不同的電壓,因此需要在單個封裝中集成多個轉換器。這樣就可以通過單個電源芯片提供不同的電壓,而無需采用可提供所有附加排序電路,以及為處理器產(chǎn)生相關復位信號的獨立芯片。
表1顯示的各種處理器可為實現(xiàn)最小化功耗而減少內(nèi)部時鐘。另外,較低的時鐘頻率可以降低處理器的內(nèi)核電源電壓。在OMAP1710和三星S3C2440中,只需將內(nèi)核電壓設定為較低的固定電壓。Intel PXA270處理器在這方面稍有不同。其內(nèi)核電壓可以設定為兩種不同的電壓,并且可以根據(jù)內(nèi)部時鐘頻率（工作負載）調節(jié)到最低和最高電壓之間的任何電壓值。我們將這種方法稱為動態(tài)電壓調節(jié)（DVS）。提供內(nèi)核電壓的轉換器必須能夠在運行過程中根據(jù)DVS規(guī)范降低輸出電壓。
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這里需要考慮兩個參數(shù)：1）輸出電壓范圍;2）電壓變化過程中的斜率。在電壓發(fā)生變化的DVS周期中,必須控制輸出電壓的斜率。采用外部組件可以實現(xiàn)控制,如電容器能夠為內(nèi)部降低參考電壓的調節(jié)速度。也可以通過數(shù)字計數(shù)器進行控制,以便通過較
