PCB部落格 - 可擕式智慧驅動程序使PCB板佈局更加有序

可擕式智慧驅動程序 PCB板 佈局更加有序, 小型可擕式電子系統一直在不斷向前發展, 比如手機, PMP(personal media player), DSC(digital camera), DVC(digital camera), PME(portable medical equipment) and GPS(positioning system), 功能特性超過下一代. 因此, 一些週邊電路的要求往往相似, 因為他們的電源, 埠, and MM我(human-machine interface) all use similar technologies.

Three-level strategy for low-power full-function products
With the increase of functions and performance of portable systems, 對電源管理的需求也在新增. 因此, 原始設備製造商用於解决功耗問題的策略正在演變. 第一級策略關注能源管理子系統的效率, 包括最小化直流損耗/直流變流器, LDO公司, 電池管理, 和蓄電池保護電路. 這是一種以功率子系統為中心的方法，在很大程度上取決於電晶體供應商生產比市場上具有類似架構的設備消耗更少功率的組件和集成設備的能力. 這使得OEM工程師的主要任務是選擇組件, 平衡能源效率, 組件成本, 和包裝尺寸. 雖然這一策略效果良好，組件市場也意識到了其好處, 大多數類比和類比混合訊號集成電路供應商並沒有從縮小的工藝尺寸中獲益匪淺.

第二級戰畧的重點從供電轉移到系統的某些部分, 即使是大型AS我C的某些部分在特定時間不工作. 當應用於無線連結硬體和顯示器背光等高功率用戶時，該策略尤其有效, 並且可以通過關閉音訊子系統等低功率負載來延長每次充電的工作時間, I/O埠, 或非易失性配寘記憶體. 今天的手機, 例如, 有20個或更多電源區域. 除了節省射頻組件和顯示器背光等大功率電路中的閒置電流外, 只要系統能够關閉電路的時鐘驅動部分，該策略就可以有效降低靜態功耗. 隨著集成電路製造技術向更小尺寸發展, 該策略可以有效地取代時鐘選通，達到降低空載電流的目的. 這種節能策略依賴於系統架構師的科技貢獻, 硬體和軟件實施者, 和ASIC供應商. 雖然這個策略是成功的, 它還受到應用處理器上的負載量的限制, 這些附加功能迫使設計者消耗越來越多的强大計算資源. 例如, 手機已經從ARM7轉移到ARM9和ARM11處理器，作為可選的基帶和二次處理資源. 其他可擕式電子產品也出現了類似的趨勢, 雖然程度較輕.

第3級策略側重於在不犧牲效能的情况下降低各種功能的功耗. 一種可能的科技是利用分佈式智慧管理, 它不需要基帶或應用處理器强大的處理能力和速度. 該策略允許處理器將所有功能移交給半自動週邊控制器. 結果是，處理器可以在人類活動期間進入睡眠模式，而不是需要處理器全部功率的資料處理或通信任務, 例如智慧顯示幕背光驅動程序.

Backlight scheme under the third level strategy
Users of portable electronics require a screen display that is clearly visible in all ambient light conditions. 當前的可擕式設備通常使用光敏二極體或電晶體來估計環境光强度，並將其用作背光驅動器控制的輸入. 光敏感測器需要訊號調節電路：直流偏置形式的激勵, 放大和模數轉換或至少一個或兩個閾值檢測電平. 通過外部組件或類比I/O晶片上的引脚, 主處理器通常以週期性資料轉換的形式監測光敏感測器的輸出. 這種轉換的速度從每秒一到幾個數量級不等. 然後，控制器評估結果，並通常將其分為3類, 一整天一個, 對於照明良好的室內環境, 或者對於光線不足的環境. 處理器通過向背光驅動器發送控制訊號來實現這一點, 這為LED串提供了3種可能的電流水准之一. 但這並不高效. 有效, 這是一種管理微處理器的方法：以較低的運行成本將任務委派給系統的一部分, 在强大且運行成本高昂的中央資源的監督下. 這似乎無助於處理器任務卸載.

1. Intelligent driver transfers processor tasks
Solutions based on the ADP5520 smart Backlight driver derive significant energy savings from LED drivers that can operate under microcontroller configuration control or automatically manage display lighting. ADP5520由非同步升壓轉換器組成, 一種可程式設計環境光管理電路, 狀態機, 和一個可配置的埠擴展器，以進一步節省系統資源. 升壓轉換器最多可以為六個串聯的白色LED供電, 串聯電壓高達24.5V和高達30mA的驅動電流. 環境光量測單元分為環境光感測器，以提供所有訊號調節功能, 並與片上狀態機和升壓變換器一起，實現了從0到30mA共128個電流電平. 一個處理器僅執行類似於控制曲線的燈光控制服務, the ADP5520 was able to increase the operating time per charge by 15% in tests simulating various mobile phone usage (Figure 1). 將環境光檢測添加到ADP5520控制方法中導致每次充電的待機時間比基線量測多50%. 這些曲線類比了不需要射頻功能的移動互動應用程序, 比如遊戲, 文字和電子郵件閱讀和寫作, 或攝像機應用. 設計師希望他們的產品能够在不同的光線水准之間平穩過渡, 不僅僅是切換. 處理器控制下的照明方案需要大量處理器互動才能實現平滑過渡, 囙此，與簡單的開關控制相比，它顯著增加了處理器的負載. 智慧LED驅動器, 例如ADP5520, 可以實現各種變亮和變暗電流變化, 包括線性, 廣場, 和立方定律, thus further reducing processor load (Figure 2). 這個可配置的驅動程序有15個不連續和獨立的淡出時間，範圍從300ms到5.5秒. 晶片上有一個可重置的調光計時器, 可程式設計為10秒到120秒的15個時間間隔之一.

2. Smart drives provide additional low-bandwidth capabilities
In addition to saving energy, 通過支持其他低頻寬周邊設備，此類智慧驅動器可以提供更多價值. 例如, ADP5520集成了一個可配置的埠擴展器，該擴展器提供八個I/O銷. 兩個I/O引脚也可以連接到第3個專用引脚，作為具有可程式設計調光的LED指示燈的獨立電流吸收引脚, 切換, 和閃爍控制. 其餘引脚可程式設計用於鍵盤或通用I/O. 這些輔助LED驅動器消耗0到14mA的電流，可以調暗或分64步調暗. 與主背光電流消耗相同, 連接到輔助驅動器引脚的指示器可以打開或關閉, 或者可以通過線性或非線性序列實現光調節.

3. The intelligent driver can reduce the number of PCB cables
To allow configuration data to flow from the processor to the smart drive and for status, I/O, 或擊鍵數據流回處理器, ADP5520實現了一個I2C介面. 此設定减少了周邊設備和控制器之間的設備和導線數量, 從而簡化 PCB板 高密度可擕式電子設備的設計.