具有自適應(yīng)開機(jī)和冬眠功能的電源管理設(shè)計(jì)

圖4中的部件：SoC為主控芯片；PMU為主控芯片內(nèi)的電源管理單元；PMIC為電源管理芯片；SDRAM為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，包括DDR／DDR2／DDR3等；PoR為復(fù)位發(fā)生器；KBIC為鍵盤控制芯片，用于喚醒“冬眠”，其INTn與PSI1相連，I2C連到SoC的相應(yīng)接口；KBIC由VDDM供電；圖4中的信號(hào)：VDDP／VDDM／VDDC為PMIC的電源輸出，分別給PMU，SDRAM／KBIC和其他部分供電；CKE是從SoC輸出至SDRAM的控制信號(hào)，用于控制SDRA M的自刷新狀態(tài)；SoC的電源使能輸出PSO0／PSO1被拉到關(guān)斷狀態(tài)(如果使能電平為高，拉到GNDP，否則拉到VDDP)。
3．2 冬眠功能實(shí)現(xiàn)過程
3．2．1 進(jìn)入冬眠
(1)軟件保存快速啟動(dòng)代碼和當(dāng)前程序現(xiàn)場(chǎng)到SDRAM；
(2)軟件控制SDRAM進(jìn)入自刷新模式(CKE=0并保持到喚醒之后)；
(3)軟件控制SoC預(yù)備進(jìn)入“冬眠”模式(包括停時(shí)鐘，關(guān)PLL等)；
(4)軟件將快速啟動(dòng)的初始地址寫入PSR；
(5)軟件將2’bI0寫入PCR(即關(guān)VDDC，保持VDDM)；
(6)硬件上PSO0輸出高阻，PSO1輸出有效使能電平；由于VDDC掉電，RSTn拉低復(fù)位有效；CKE輸出為高阻，由下拉保持在低電平使SDRAM維持自刷新狀態(tài)。
3．2．2 喚醒冬眠
(1)用戶按下指定鍵導(dǎo)致PSI1拉低達(dá)到閾值時(shí)間，觸發(fā)冬眠喚醒邏輯；
(2)硬件控制PSO0輸出有效使能電平使VDDC上電；
(3)SoC進(jìn)入復(fù)位階段，其中CKE的復(fù)位值為0；
(4)PoR在經(jīng)過固定延遲后太高RSTn，使復(fù)位失效；
(5)SoC進(jìn)入啟動(dòng)階段，控制權(quán)交給軟件；
(6)軟件判斷此為冬眠喚醒而非開機(jī)啟動(dòng)，控制SDRAM跳出自刷新狀態(tài)；讀PSR獲得啟動(dòng)地址，直接運(yùn)行SDRAM上的啟動(dòng)代碼，并回到冬眠前的現(xiàn)場(chǎng)；
(7)軟件判斷引起冬眠喚醒的原因，執(zhí)行相應(yīng)操作。(在上述功能框圖中，KBIC被用作喚醒部件，按任意鍵都會(huì)引發(fā)“冬眠”喚醒，然后軟件通過I2C讀出鍵值確定所按何鍵)。

4 結(jié)語
自適應(yīng)開機(jī)功能簡(jiǎn)化了PCB上供電電路的設(shè)計(jì)，也使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能自由選擇性價(jià)比更高的PMIC從而有助于降低整機(jī)成本；自適應(yīng)開機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法已由筆者所在公司申請(qǐng)專利保護(hù)。
本文所公開的冬眠功能已成功用于電紙書的應(yīng)用：讀者閱讀當(dāng)前頁時(shí)，SoC進(jìn)入冬眠狀態(tài)，超級(jí)省電；當(dāng)讀者按動(dòng)翻頁鍵(PgDn或PgUp)時(shí)，SoC快速復(fù)活并顯示下一頁或上一頁的內(nèi)容，然后又開始冬眠。當(dāng)使用Mobile SDRAM作為外部動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器時(shí)，筆者測(cè)量其電紙書參考系統(tǒng)的普通待機(jī)功耗為2．2 mA，而在“冬眠”狀態(tài)下的待機(jī)功耗為180μA(主要來自Mobile SDRAM的自刷新功耗)。由是，利用冬眠功能本電紙書一次充電后的使用時(shí)間可從數(shù)周延長(zhǎng)到數(shù)月。