Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Tragbarer intelligenter Treiber macht Leiterplattenlayout geordneter
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Tragbarer intelligenter Treiber macht Leiterplattenlayout geordneter

2022-03-30
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Author:pcb

Tragbare intelligente Treiber machen Leiterplatte Ordnung im Layout, kleine tragbare elektronische Systeme haben sich ständig weiterentwickelt, wie Mobiltelefone, PMP(personal media player), DSC(digital camera), DVC(digital camera), PME(portable medical equipment) and GPS(positioning system), Funktionsmerkmale mehr als die nächste Generation. Als Ergebnis, Die Anforderungen einiger Peripheriegeräte sind tendenziell ähnlich, weil ihre Stromversorgungen, Ports, and MMI(human-machine interface) all use similar technologies.

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Three-level strategy for low-power full-function products
With the increase of functions and performance of portable systems, auch die Nachfrage nach Power Management steigt. Als Ergebnis, Die Strategien, die Öms zur Bewältigung des Stromverbrauchs anwenden, entwickeln sich weiter. Die erste Strategieebene konzentriert sich auf die Effizienz des Teilsystems Energiemanagement, einschließlich Minimierung von Verlusten auf DC/DC-Wandler, LDO, Batteriemanagement, und Batterieschutzkreise. Dies ist ein leistungssubsystemorientierter Ansatz, der weitgehend von der Fähigkeit von Halbleiterlieferanten abhängt, Komponenten und integrierte Bauelemente herzustellen, die weniger Strom verbrauchen als Geräte mit ähnlichen Architekturen auf dem Markt. Damit bleibt die Hauptaufgabe des OEM-Ingenieurs in der Komponentenauswahl, Energiebilanz, Komponentenkosten, und Packungsgröße. Während diese Strategie gut funktioniert hat und der Komponentenmarkt sich der Vorteile bewusst ist, Die meisten analogen und meist analogen Mixed Signal IC-Anbieter haben nicht wesentlich von der schrumpfenden Prozessgröße profitiert.

Der Fokus der Second Level Strategie verschiebt sich von der Stromversorgung auf bestimmte Teile des Systems, auch jene Teile von großen ASics, die zu bestimmten Zeiten nicht funktionieren. Diese Strategie ist besonders effektiv, wenn sie auf Hochleistungsanwender wie Wireless Link Hardware und Display Hintergrundbeleuchtung angewendet wird, und kann die Betriebszeit pro Ladung verlängern, indem auch geringe Lasten wie Audio-Subsysteme ausgeschaltet werden, I/O Häfen, oder nichtflüchtiger Konfigurationsspeicher. Die heutigen Mobiltelefone, zum Beispiel, 20 oder mehr Leistungsbereiche haben. Zusätzlich zur Einsparung von Leerstrom in Hochleistungsschaltungen wie HF-Komponenten und Display-Hintergrundbeleuchtungen, Diese Strategie kann den statischen Stromverbrauch effektiv reduzieren, solange das System einen taktgetriebenen Teil des Stromkreises ausschalten kann. Mit der Entwicklung der IC-Fertigungstechnologie zu immer kleinerer Größe, Diese Strategie kann Clock Gating effektiv ersetzen, um den Zweck der Verringerung des Leerlaufstroms zu erreichen. Diese Energiesparstrategie stützt sich auf die technischen Beiträge von Systemarchitekten, Hardware- und Softwareimplementierer, und ASIC-Anbieter. Während diese Strategie erfolgreich war, Es wurde auch durch die Belastung des Anwendungsprozessors begrenzt, und diese zusätzlichen Funktionen zwangen Designer, immer leistungsfähigere Rechenressourcen zu verbrauchen. Zum Beispiel, Mobiltelefone haben sich von ARM7 auf ARM9 und ARM11 Prozessoren als optionale Basisbänder und sekundäre Verarbeitungsressourcen verschoben. Andere tragbare Elektronik folgten einem ähnlichen Trend, wenn auch in geringerem Umfang.

Level 3 Strategien konzentrieren sich auf die Reduzierung des Stromverbrauchs für verschiedene Funktionen ohne Leistungseinbußen. Eine mögliche Technik besteht darin, verteiltes intelligentes Management zu nutzen., die nicht die leistungsstarke Rechenleistung und Geschwindigkeit des Basisbandes oder Anwendungsprozessors erfordert. Diese Strategie ermöglicht es dem Prozessor, alle Funktionen an halbautomatische Peripheriegeräte zu übergeben. Das Ergebnis ist ein Modus, in dem der Prozessor während menschlicher Aktivitäten in den Ruhezustand gehen kann, anstatt Datenverarbeitungs- oder Kommunikationsaufgaben, die die volle Leistung des Prozessors erfordern, wie der Smart Display Hintergrundbeleuchtung Treiber.

Backlight scheme under the third level strategy
Users of portable electronics require a screen display that is clearly visible in all ambient light conditions. Aktuelle tragbare Geräte verwenden oft lichtempfindliche Dioden oder Transistoren, um die Umgebungslichtintensität zu schätzen und verwenden diese als Eingang für die Steuerung des hinterleuchteten Treibers. Lichtempfindliche Sensoren benötigen Signalkonditionierungsschaltungen: Anregung in Form von DC-Bias, Verstärkung und Analog-Digital-Umwandlung oder mindestens ein oder zwei Schwellen-Detektionsstufen. Entweder über externe Komponenten oder analoge I/O Pins auf dem Chip, Der Hauptprozessor überwacht normalerweise den Ausgang des lichtempfindlichen Sensors in Form einer periodischen Datenkonvertierung. Die Geschwindigkeit dieser Umwandlung reicht von einer bis zu mehreren Größenordnungen pro Sekunde. Der Controller wertet dann die Ergebnisse aus und ordnet sie typischerweise in drei Kategorien ein, eine für den ganzen Tag, für eine gut beleuchtete Innenumgebung, oder für eine schlecht beleuchtete Umgebung. Dazu sendet der Prozessor ein Steuersignal an einen hinterleuchteten Treiber, die eine von drei möglichen Strompegeln an die LED-Zeichenkette liefert. Aber das ist nicht effizient. In der Tat, Dies ist eine Art der Verwaltung von Mikroprozessoren: Delegieren von Aufgaben an einen Teil des Systems mit geringeren Betriebskosten, unter der Aufsicht einer zentralen Ressource, die leistungsstark und teuer zu betreiben ist. Dies scheint nicht zu helfen, Prozessoraufgaben zu entladen.

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. Der ADP5520 besteht aus einem asynchronen Boost-Wandler, eine programmierbare Umgebungslichtsteuerung, eine Zustandsmaschine, und ein konfigurierbarer Port Extender zur weiteren Einsparung von Systemressourcen. Boost-Konverter können bis zu sechs weiße LEDs in Serie versorgen, mit Reihenspannungen bis 24.5V und Antriebsströme bis 30mA. Das Umgebungslicht-Messgerät ist in Umgebungslichtsensoren unterteilt, um alle Signalkonditionierungsfunktionen bereitzustellen, und zusammen mit der On-Chip-Zustandsmaschine und Boost-Konverter, um insgesamt 128-Strompegel von 0 bis 30mA zu erreichen. Mit einem Prozessor, der nur Lichtsteuerungsdienste ausführt, die der Regelkurve ähneln, the ADP5520 was able to increase the operating time per charge by 15% in tests simulating various mobile phone usage (Figure 1). Die Hinzufügung der Umgebungslichterfassung zur ADP5520-Regelmethode führte zu 50% mehr Standby-Zeit pro Ladung als die Basismessung. Diese Kurven simulieren mobile interaktive Anwendungen, die keine HF-Fähigkeiten benötigen, wie Spiele, Lesen und Schreiben von Text- und E-Mail-Nachrichten, oder Kameraanwendungen. Die Designer wollten, dass ihre Produkte reibungslos zwischen verschiedenen Lichtstufen wechseln, nicht einfach wechseln. Das Beleuchtungsschema unter Prozessorsteuerung erfordert eine große Anzahl von Prozessorinteraktionen, um reibungslose Übergänge zu erreichen, So erhöht es die Last des Prozessors deutlich im Vergleich zu einer einfachen On-Off-Steuerung. Intelligente LED-Treiber, wie der ADP5520, Kann eine Vielzahl von Aufhellungs- und Dimmstromvariationen erreichen, einschließlich linearer, Quadrat, und kubische Gesetze, thus further reducing processor load (Figure 2). Dieser konfigurierbare Treiber hat 15 diskontinuierliche und unabhängige Fade-Out-Zeiten von 300ms bis 5.5s. Es gibt einen rückstellbaren Dimmer auf dem Chip, die für einen von 15-Zeitintervallen von 10s bis 120s programmiert werden kann.

2. Smart drives provide additional low-bandwidth capabilities
In addition to saving energy, Solche intelligenten Laufwerke können mehr Wert bieten, indem sie andere Peripheriegeräte mit geringer Bandbreite ermöglichen. Zum Beispiel, Der ADP5520 integriert einen konfigurierbaren Port-Extender, der acht I/O Stifte. Zwei I/O-Pins können auch mit einem dritten dedizierten Pin als unabhängiger Stromsenkenstift für LED-Anzeigen mit programmierbarem Dimmen verbunden werden, Schalten, und Flimmersteuerungen. Die restlichen Pins sind programmierbar für Tastatur oder allgemeine I/O. Diese zusätzlichen LED-Treiber verbrauchen 0 bis 14mA Strom und können in 64-Schritten gedimmt oder gedimmt werden. Wie bei der Hauptbeleuchtung Stromverbrauch, Die mit dem Hilfstreiberpin verbundene Anzeige kann ein- oder ausgeschaltet werden, oder Lichtregulierung kann durch lineare oder nichtlineare Sequenzen erreicht werden.

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, Daten oder Tastenanschläge, um zurück zum Prozessor zu fließen, Der ADP5520 implementiert eine I2C Schnittstelle. Dieses Setup reduziert die Anzahl der Geräte und Leitungen zwischen Peripheriegeräten und Controllern, so vereinfacht Leiterplatte Design in tragbaren elektronischen Geräten mit hoher Dichte.