设计指南5290

高集成度设计推动新一代智能手机的发展


摘要:本文将讨论智能手机及其它消费类电子产品的未来发展方向,并详细分析高集成度在节省宝贵的PCB面积和推动成本节约方面所能够起到的重要作用。

同大多数人一样,我每天的工作都从查询邮件开始,然后上网看看我的下一个航班是否准时起飞,如果有问题,我会接着打几个电话。如今,一部智能手机就可以完成上述全部任务。
不久之前,全球各地还只是用手机打电话,如有其它需求则会购买一些专用多媒体终端,但如今,随着应用软件的爆发式发展,智能手机似乎每天都在开发出一些新功能。一部可随手装入口袋的智能手机可以实现PC、音乐播放器、数码相机、视频播放器、GPS和游戏机的所有功能。毫无疑问,智能手机的销售热潮会在2012年以后继续保持。
系统集成是一个我们经常看到的词汇,正是由于系统集成,智能手机才有可能在如此纤薄的体积内实现如此多的功能。早前,三星手机与Maxim合作为三星最新一代的手机开发了一款高度集成的电源管理IC和一款电源SoC。这款单芯片电源SoC是Maxim TINI®高集成SoC和音频编解码器家族中的一员。电源SoC可以节省大约一半的PCB面积,同时发热更低、功耗更小,从而延长电池工作时间,并且节省成本。三星的战略型智能手机即是我们之间合作成果的巅峰体现。
由于使用频繁,智能机可能每天都需要充电。Maxim的电源SoC虽然可以降低功耗,但智能手机仍需在其它方面进行改善,以进一步延长电池工作时间。我们发现可以通过优化手机处理器间的通信显著降低功耗,这既是设计面临的挑战,也是机会所在。手机内的诸多协处理器(如GPS、Bluetooth®、RF收发器以及多媒体DSP)也许会在不需要的时候保持开启状态,或在仅需要工作在低功耗状态时保持满功率状态。对这类情况,解决功耗的办法是对处理器进行主动的动态控制。如果这些协处理器只有在需要时打开,并根据应用选择功率模式,则电源SoC能够帮助节省更多功耗。
对系统处理器的讨论清楚地揭示了更高集成度的必要性,未来极有可能将非连续工作的协处理器集成到电源SoC内,因为目前的混合信号处理器可以使用90nm或更低线宽的工艺。这样一来,SoC就可以处理更多需要应用处理器解决的问题。同时,应用处理器可以更多地保持休眠状态,来降低功耗。
传感器是另一个关注的焦点,因为他们会对智能手机的混合信号架构带来革命性的改变。惯性和运动传感器早已用在手机上来调整显示方向,而未来的智能手机将会使用更多的传感器,以实现无需人工干预,自动根据外界环境变化进行参数调整的目的。一直打开的传感器会因为主处理器也需要一直打开进行数据处理而消耗大量的电池能量。为了节省功耗,可以将传感器信号处理功能集成到下一代的电源SoC中来降低功耗。实际上,将非连续工作的协处理器和传感器处理器集成到一个电源SoC中可以很好的降低功耗,从而延长电池工作时间。
所有这些智能手机的附加功能和特性都可以通过提高集成度实现。我不得不说Maxim最大的客户和合作者之一,三星手机,对电路设计中高集成度的重要性理解非常透彻。三星是最先在其战略型安卓智能手机和平板电脑中定制电源SoC,以提高性能、减小面积、降低成本的智能手机生产商,我们看到越来越多的手机生产商正在纷纷跟随三星,定制自己的高集成度电源SoC。
因此,我们在此强调的正是我们的高集成度方案。实际上,这也是Maxim新一代TINI家族的基础。关键的电源SoC和其它TINI家族成员是面向消费电子领域的高集成度解决方案。功能丰富的TINI TV摄像机和TINI远程摄像机SoC能够帮助将摄像头装进电视机面板或你希望安装到的任何位置。TINI音频编解码器将多个高性能音频模块和Maxim专利的FlexSound™处理器集成在一起,可提供最佳的音频体验。集成了TacTouch™技术的TINI触屏控制器将业内最高SNR的电容触屏模拟前端(AFE)和全功能后端处理技术集成到一起,能够在不增加外部元器件的基础上更好抑制来自AC电源适配器和LCD的噪声。这些TINI器件代表了模拟/混合器件目前所能实现的最高集成度,帮助设计者实现下一代智能手机的新功能。
Maxim拥有悠久的高集成度设计历史,积累了丰富的成功经验,实际上,“集成”的重要性已经融入到我们公司的名称内——“Maxim Integrated Products”。我们的高集成度产品在笔记本电脑领域取得多年成功以后,又将高集成度理念扩展到手机领域。作为提高集成度的最新挑战,智能手机自然代表了新的方向。
未来我们会看到什么?随着应用处理器主频的不断提高,耗电也越来越多,多核处理器消耗的能量会更多。对电池容量的要求也会增加。我们将需要能量收集功能从AC适配器以外的能源收集能量,如太阳能、RF、热能、磁能或动能——所有这些电路都需要占用非常宝贵的PCB板面积,这再一次说明了提高集成度的必要性。
这就是我所看到的需求:在高集成度趋势推动下的智能手机和消费类电子产品的未来。对于Maxim,我们会继续与三星这样的领先公司合作,为下一代手机和平板电脑提供业内领先的电源、音频、视频、触控、接口/连接以及传感器方案。


FlexSound是Maxim Integrated Products, Inc.的注册商标。

Bluetooth是Bluetooth SIG, Inc.的字标,徽标是Bluetooth SIG, Inc.拥有的注册商标。Maxim已得到授权使用这些标志。



相关型号
MAX98089 音频编解码器,带有FlexSound处理器 免费样品  
MAX98095 带有FlexSound处理器的音频集线器  


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