通過驅(qū)動器IC集成的負載及輸入檢測機制來管理能耗

空間及成本限制一直是消費性電子設(shè)計的重要因素，如此才可令進入市場的產(chǎn)品造型優(yōu)美誘人，且提供對公眾具有吸引力的價格競爭優(yōu)勢。除了滿足此兩項要求，對環(huán)境的影響也越來越受關(guān)注，這表示能耗已經(jīng)成為設(shè)計工程師的重要考慮因素。美國“能源之星”(Energy Start) 指令已經(jīng)作出的最新變化彰顯了此項事實。

　　如今，大多數(shù)視頻娛樂系統(tǒng)仍要求模擬視頻信號。最常用的就是單通道組合視頻消隱同步(CVBS)信號，常見于視頻輸出接口，用于維持標準分辨率功能作為備份輸出。通常情況下，1080i高分辨率(HD)模擬視頻內(nèi)容需要3通道YPbPr信號。為了遵從“能源之星”指令，任何DVD/藍光播放器或機頂盒(STB)在休眠模式下的能耗必須低于1 W，詳見圖1。

　　視頻信號檢測

　　服務(wù)機頂盒及DVD/藍光播放器市場的半導體供貨商面臨重要的節(jié)能挑戰(zhàn)，為幫助系統(tǒng)在進入休眠模式時降低能耗。在此模式下，芯片組一定比例的功能區(qū)塊被關(guān)閉，包括集成的視頻數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。因此，就不再有信號通過視頻驅(qū)動器。同時，芯片組的其它功能區(qū)塊仍然滿負荷工作并消耗電能。由于這些功能區(qū)塊采用跟視頻驅(qū)動器相同的電源線路供電，實際上就要求額外的控制以激活/關(guān)閉這些驅(qū)動器。因此，如果設(shè)計中沒有“啟用(enable)”邏輯，能耗仍將高得不可接受。

　　因此，市場明顯需要能夠在輸入端自動檢測視頻信號是否存在的視頻驅(qū)動器，這樣就不需要外部控制來導通或關(guān)閉驅(qū)動器。然而，這里需要解決的關(guān)鍵問題是：視頻驅(qū)動器經(jīng)歷多長時間后才會從休眠模式下重新恢復(fù)工作——視頻驅(qū)動器能否足夠快地啟動來確保維持圖像完整性?若不具備此種可能性，就會有損觀看者的體驗。

　　負載檢測

　　除了通過視頻驅(qū)動器自動檢測視頻信號來節(jié)能，還有其它領(lǐng)域可以實現(xiàn)顯著節(jié)能。讓芯片組來檢測專門用于模擬視頻通道的RCA連接器上有否連接電視，已被證實成本高昂且困難，特別是在視頻驅(qū)動器的輸出需要交流耦合的情況下。某些原設(shè)備制造商(OEM)已研究使用機械式方案來解決此問題——在插入線纜時觸發(fā)一個開關(guān)，但此舉同樣被證明成本過高。將負載檢測功能集成在視頻驅(qū)動器中的可能性同樣將對完成設(shè)計過程具有明顯優(yōu)勢。

　　圖2：NCS2584功能框圖

　　安森美半導體推出的NCS2584 4通道視頻驅(qū)動器IC(如圖2所示)能夠自動檢測其輸入端是否存在視頻信號，且能夠在存在或不存在輸入信號時分別導通或關(guān)閉各個驅(qū)動器通道。此驅(qū)動器已經(jīng)應(yīng)用信號檢測區(qū)塊知識產(chǎn)權(quán)(IP)(正待批專利)，此IP管理時序，在芯片組離開休眠模式時使其再次足夠快的恢復(fù)工作，避免任何同步損耗。

　　當電視未插入CVBS和/或YPbPr通道時，驅(qū)動器組件進入低電流關(guān)閉模式，消耗的電流低于10 μA。另一方面，在電視插入到模擬通道時，驅(qū)動器就可以識別到電視存在。然后，它就驗證輸入信號是否工作。如果沒有信號工作，組件就等待輸入視頻信號喚醒系統(tǒng)。表1對此進行了詳細描述。

　　在比標準分辨率線路時長(即63.556 μs)長的周期內(nèi)，驅(qū)動器以不足2 μs的時間檢測輸入信號后自動重啟，因而沒有圖像損耗。此外，它集成的負載檢測電路菜單示，即便在視頻娛樂系統(tǒng)的常規(guī)工作期間，驅(qū)動器也可以管理自己的能耗，并將能量損耗降至最低。因此，芯片組無須管理檢測電視連接是否存在，因而簡化芯片組代碼及降低功率耗散。此外，由于驅(qū)動器不限定于任何特定芯片組，憑借能夠完全自主管理輸出負載檢測，指定使用此驅(qū)動器就給工程師提供更高的設(shè)計彈性。

　　結(jié)論

　　現(xiàn)正在興起的最新世代模擬視頻驅(qū)動器組件需要配合“能源之星”項目規(guī)定的節(jié)能要求。通過使用某些驅(qū)動器IC提供的內(nèi)嵌式檢測功能，工程師毋需擔心如何提供其設(shè)計在模擬視頻輸出方面的能效。通過在驅(qū)動器本身中集成視頻信號檢測及負載狀態(tài)監(jiān)控等更多功能，將可簡化驅(qū)動機制的控制，并限制系統(tǒng)的總體能耗。