ポータブルインテリジェントドライバにより、PCB レイアウトが整然とします

携帯電話、PMP (パーソナルメディアプレーヤー)、DSC (デジタルカメラ)、DVC (デジタルカメラ)、PME (携帯型医療機器)、GPS (全地球測位システム) などの小型ポータブル電子システムは、継続的に開発されており、それらの機能特性は世代から世代へとますます豊かになっています。以下は、電源、ポート、および MMI (ヒューマンマシンインターフェイス) がすべて同様のテクノロジを使用しているため、一部の周辺 PCB ボードの要件が同様になる傾向があるということです。

低消費電力のフル機能製品向けの 3 つのレベルの戦略

ポータブルシステムの機能と性能の向上に伴い、パワーマネージメントの需要も高まっています。そのため、OEM が電力消費の問題を解決するために使用する戦略も発展しています。

第 1 レベルの戦略は、DC/DC コンバータ、LDO、バッテリ管理、およびバッテリ保護 PCB ボードでの損失の最小化を含む、エネルギー管理サブシステムの効率に焦点を当てています。

これは電源サブシステム中心のアプローチであり、市場に出回っている同様のデバイスよりも消費電力の少ないコンポーネントや統合デバイスを製造する半導体サプライヤの能力に大きく依存します。これにより、OEMエンジニアの主な仕事は、エネルギー効率、コンポーネントのコスト、パッケージサイズ、およびその他の要因のバランスを取りながら、コンポーネントを選択することになります。

この戦略は非常に効果的であり、コンポーネント市場はこの利点を認識していますが、ほとんどのアナログおよびアナログベースのミックスドシグナル IC メーカーは、プロセスサイズの継続的な縮小から大きな利益を得ていません。

PCB circuit board

第 2 レベルの戦略の焦点は、電源からシステムの一部に移りました。特定の時間に機能しない大規模な ASIC の部分でさえもです。この戦略は、ワイヤレスリンクハードウェアやディスプレイバックライトなどのエネルギー消費量の多いユーザーに適用する場合に特に効果的であり、電力消費量の少ない負荷 (オーディオサブシステム、I/O ポートなど) をオフにすることで、各充電の作業時間を延長できます。または不揮発性構成メモリ)。たとえば、現在生産されている携帯電話には 20 以上の電源ドメインがあります。

RF コンポーネントやディスプレイバックライトなどの高電力 PCB 回路のアイドル電流によって引き起こされる電力消費を節約することに加えて、この戦略は、システムがクロック駆動 PCB 回路をオフにできる限り、静的電力消費を効果的に削減することができます。前例のない小型サイズへの IC 製造技術の発展により、この戦略はアイドル電流を削減するためにクロックゲーティングを効果的に置き換えることができます。

この電力削減戦略は、システムアーキテクト、ハードウェアとソフトウェアの実装者、および ASIC ベンダーの技術的貢献に依存します。この戦略は成功していますが、アプリケーションプロセッサの数によっても制限されます。これらの追加機能により、設計者はより多くのコンピューティングリソースをより多くの電力消費で消費することになります。たとえば、携帯電話は、オプションのベースバンドおよび補助処理リソースとして、ARM7 から ARM9 および ARM11 プロセッサに切り替えました。程度は低いものの、他のポータブル電子製品にも同様の傾向があります。

第 3 レベルの戦略は、パフォーマンスを犠牲にすることなく、さまざまな機能の消費電力を削減することに重点を置いています。実現可能な技術は分散インテリジェント管理を使用することです。これは、ベースバンドまたは強力な処理能力とアプリケーションプロセッサの速度を必要としないことを特徴としています。

この戦略により、プロセッサはすべての機能を半自動ペリフェラルコントローラに転送できます。その結果、プロセッサは、データ処理や通信タスクではなく、人間の活動中にスリープすることができます。ただし、データ処理または通信タスクでは、プロセッサの全機能を発揮する必要があります。インテリジェントディスプレイバックライトドライバーがその好例です。

第 3 レベル戦略のバックライト方式

ポータブル電子製品のユーザーは、さまざまな周囲光条件下で鮮明で見やすい画面表示を必要とします。現在、ポータブル製品では、バックライトドライバ制御の入力として使用される周辺光の明るさを推定するために、フォトダイオードまたはフォトトランジスタを使用することがよくあります。感光性センサーには信号調整 PCB 回路基板が必要です。DC バイアス、増幅、A/D 変換の形での励起、または少なくとも 1 つまたは 2 つのしきい値検出です。

外部コンポーネントまたはオンチップアナログ I/O ピンを介して、メインプロセッサは通常、定期的なデータ変換の形で感光センサーの出力を監視します。この変換の速度は、1 秒間に 1 回から数回程度です。コントローラーはその後 * 変換結果を推定します。変換結果は、通常、1 日、明るい室内環境、または薄暗い環境に対応する 3 つのレベルに分けられます。

プロセッサは、制御信号をバックライトドライバに送信して制御プロセスを完了し、ドライバは 3 つの可能な電流レベルのいずれかを LED ストリングに提供します。ただし、この方法は効率的ではありません。実際、これはマイクロプロセッサ管理の方法です。強力で高価な中央リソースの監視下で、タスクは運用コストの低いシステムの一部に委任されます。これは、プロセッサタスクのオフロードには役立たないようです。回路基板アセンブリおよび回路基板処理メーカーは、ポータブルインテリジェントドライバによって PCB レイアウトがより整然としたものになると説明しています。