優(yōu)化移動多媒體傳輸鏈的功耗

低功率顯示器架構(gòu)

    顯示器是高功耗產(chǎn)品的代表。其功耗不僅包括顯示器面板本身，還包括視頻接口、視頻控制器和背光照明。
    · 移動像素鏈路(MPL)接口：高帶寬的視頻接口，特點(diǎn)是接線數(shù)量較少，并且電磁干擾小。
    · 自刷新模式：如收聽音樂或通話時，不需要運(yùn)行高分辨率的視頻，此時該功能可以把視頻接口和視頻控制器關(guān)閉，并使用一個片上的幀緩存器支持時鐘、樂曲選擇清單、通信錄和即時短信應(yīng)用所需的較低分辨率圖像顯示。
    · RGB LED 背光驅(qū)動器：能夠在整個亮度范圍內(nèi)在較低的功率下實現(xiàn)更佳的白平衡效果。它可以根據(jù)環(huán)境中溫度和光線的變化自動調(diào)節(jié)亮度和白平衡。

MPL接口

    MPL可為位映射顯示器提供一個低引腳數(shù)、低EMI的高效率接口。MPL之所以能實現(xiàn)這些效果，全靠以下的一些特點(diǎn)：
    · 較少的信號線路：它用一個串行接口取代了并行視頻數(shù)據(jù)總線，將一般多至28條的信號線路削減至3條或4條。這不但簡化了互連的線路(一般是指介于主電路板和平板顯示器模塊之間的扁平接線或柔性電路)，而且亦減少了發(fā)射電磁干擾的天線數(shù)量。
    · 較低的開關(guān)電流：電流模式信號可降低開關(guān)電流。與TTL和LVCMOS的電平比較，它能夠?qū)㈦娏鳒p少一個數(shù)量級以上。
    · 較低的電壓擺幅：信號只有20mV的電壓擺幅，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于1.8V的TTL和LVCMOS。

    圖1所示為一個連接到平板顯示驅(qū)動器的MPL接口。圖中的MPL提供一個高帶寬的視頻接口，同時一個SPI接口則提供一個訪問顯示器驅(qū)動寄存器的接口。當(dāng)沒有視頻數(shù)據(jù)傳輸時，MPL接口可以被關(guān)閉以進(jìn)一步減少功耗。

    LM2512A MPL串行器在一個并行視頻總線的視頻控制器和MPL之間提供了一個接口，LM2512A 能夠?qū)?4位的RGB視頻和多至三個控制信號串行化，并可把前者抖動成18位以便在MPL上傳輸。此外，三個片上式的256×8查找表能為每個顏色提供個別的色彩校正功能，并且可通過SPI接口為LM2512A的查找表和控制寄存器編程。

    至于FPD95120平板顯示驅(qū)動器則集成有一個MPL接收器。對于沒有MPL接口的顯示驅(qū)動器來說，可使用一個MPL解串器來重新產(chǎn)生出18位的并行視頻數(shù)據(jù)。

自刷新模式

    FPD95120中包含一個片上式的230Kbit局部顯示存儲器，可以在沒有視頻輸入時刷新顯示器，以便允許關(guān)閉MPL接口。當(dāng)用戶不收看視頻、也不上網(wǎng)時，該功能便會啟動。但是，即使在這時也有一些功能需要顯示文字，例如即時短信或樂曲清單。當(dāng)MPL接口處于關(guān)閉狀態(tài)時，可以通過SPI接口訪問FPD95120的顯示存儲器。FPD95120可支持一個240×320 像素的局部圖像顯示，分辨率為每像素3位，或者是一個320×480 像素的圖像顯示，分辨率為每像素1位。

RGB LED背光驅(qū)動器

    一個具備視頻放映質(zhì)量的顯示器需要配合極純凈的白色光源，這個白色光源能夠在不同的亮度設(shè)定、溫度和多個廠商平板顯示器中維持高純度的白色光。傳統(tǒng)的白光LED方案只能提供一個由白光LED供應(yīng)商決定的固定色彩平衡，而一個RGB LED 光源則是把紅、綠和藍(lán)光LED的輸出合成為白光，這樣便可通過驅(qū)動器的脈沖寬度調(diào)制來調(diào)節(jié)每個顏色，從而調(diào)節(jié)合成光的色彩平衡度。RGB LED背光驅(qū)動器如圖2所示。

    LP5520的RGB背光驅(qū)動器設(shè)有一個用戶可編程的校正存儲器，它能夠在-40°C～+120°C的范圍內(nèi)，以每16°C為一增量級來保持每種LED顏色的光度對溫度的曲線特性。通過把一個LM20溫度傳感器安裝在LED的附近，便能夠使LP5520在一個寬闊的溫度范圍內(nèi)自動維持白平衡。此外，片上的12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二個輸入可用作一個外部的光電二極管，以用來監(jiān)視周圍環(huán)境的光度。一個主機(jī)微控制器可通過其I2C/SPI 接口去訪問LP5520的控制寄存器，從而控制LED的光線強(qiáng)度。

    LP5520的高效升壓轉(zhuǎn)換器能夠接受一個2.9V～5.5V的寬闊輸入電壓范圍，并且產(chǎn)生出一個5V～20V的輸出電壓，而增量級被編程成1V。一個自適應(yīng)模式可通過監(jiān)視LED驅(qū)動器的輸出，將升壓降低至有助于節(jié)能的最低有效值。

優(yōu)化音頻功率

    音頻子系統(tǒng)也是高能耗產(chǎn)品的代表。一些主要用來聽音樂或通話的設(shè)備更是如此。音頻子系統(tǒng)的功率可通過以下的技術(shù)來優(yōu)化：
    · 揚(yáng)聲器驅(qū)動器配置。橋路和電荷泵驅(qū)動器可以消除大容量的隔直電容器并改善音頻的低音效果。
    · Intellisense?誖輸出設(shè)備辨認(rèn)。自動分辨出單聲道或立體聲耳機(jī)，并且在單聲道模式下可把多余的聲道關(guān)閉。

揚(yáng)聲器驅(qū)動器配置

    在音頻子系統(tǒng)中最耗電的組件可說是揚(yáng)聲器驅(qū)動器，原因是它真正執(zhí)行著機(jī)械性的工作。因此，如果想有效地節(jié)能，則應(yīng)由此著手。圖3所示為幾個普遍采用的驅(qū)動器配置。

    在圖3中最簡單的是采用隔直流電容器的單端式驅(qū)動配置。其中的音頻驅(qū)動器由一個單一電源供電，其輸出會同時帶有交流和直流的成份，因此必需加插一個電容器來阻隔直流成份。在這種情況下，直流成份會浪費(fèi)一定的功率，因為它根本沒有為產(chǎn)生聲音作出任何的貢獻(xiàn)，但其開銷仍會計算在音頻功率的預(yù)算中。在橋路配置中，揚(yáng)聲器的兩邊同時由一個相同的直流成份驅(qū)動，只是把交流成份的極性倒轉(zhuǎn)，因此消除了直流失調(diào)，而流經(jīng)揚(yáng)聲器的電壓是兩個輸入之間的差別。至于配有電荷泵的單端式驅(qū)動，一個內(nèi)部負(fù)電壓可容許輸出圍繞著接地進(jìn)行中央化。圖4顯示出三種配置的波形。

    由一個用單一電源供電的簡單驅(qū)動器所產(chǎn)生的輸出將會處于直流失調(diào)電壓的中央。假如這個失調(diào)電壓沒有被阻隔，則它會流經(jīng)揚(yáng)聲器或耳筒的線圈，它在8～32Ω時基本就可形成短路。但是，一個隔直流電容器不但會增加成本和占用電路板空間，而且還會有損低音的效果。

    橋路配置主要是用硅來取代電容器，方法是產(chǎn)生兩個有180°相位差的輸出信號(反相)。雖然兩個信號均有一個相對于接地的直流失調(diào)電壓，但揚(yáng)聲器并沒有連接到接地，因此沒有過多的電流流動。然而，該技術(shù)的缺點(diǎn)是它不能兼容標(biāo)準(zhǔn)的三接頭立體聲耳機(jī)接口，其中的兩個揚(yáng)聲器會分享一個共用接地。

    電荷泵配置把一個電容器放回到電路，不過由于其運(yùn)行頻率高，該電容器可以比隔直流電容器更小。電荷泵可把輸出驅(qū)動到接地以下，因此輸出信號是純AC信號。這個配置的優(yōu)點(diǎn)是它可兼容標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)，因為兩個揚(yáng)聲器都是通過同一個接地驅(qū)動。

    LM4982耳筒放大器采用電荷泵配置來支持兩個揚(yáng)聲器的輸出。至于LM49100 Boomer?誖音頻子系統(tǒng)則擁有供單聲道揚(yáng)聲器和立體聲耳筒用的獨(dú)立輸出。其中揚(yáng)聲器輸出采用橋路配置，而耳筒輸出則采用電荷泵配置。兩個芯片均可通過一個來自主微控制器的I2C接口來控制音量。LM4982的架構(gòu)較為簡單，它是一個介于兩個輸入和兩個輸出之間的雙放大器，而LM49100則擁有三個音頻輸入，并且可針對不同的配置切換或者混合輸入聲道以驅(qū)動單一的揚(yáng)聲器聲道和兩條耳機(jī)聲道。

Intellisense輸出設(shè)備辨認(rèn)