论文部分内容阅读
电池没电，和经常需要充电，哪一种较恼人?现今手机(特别是智能型手机)在世界各地迅速普及，一周七天，一天二十四小时，人们随时都保持着联机的状态。消费者似乎总是没完没了地进行语音通话，收发电子邮件、发送简讯和上网，永不餍足。可是所有这些手机功能都会消耗电池电量，眨眼功夫，电池就只剩下一格电量了。如何才能延长手机的使用时间呢?当然，理论上只要使用较大的电池就能解决问题，但是用户总是希望手机越轻巧、越纤薄，越光滑越好，所以这个选择是用户所不能接受的。
设计工程师不断研发提高功率管理性能的方法，并把焦点集中在对功耗影响最大的三个部份。在手机中，除基频处理器和射频收发器之外，最能消耗电量的三个部份分别是功率放大器(PA)、显示屏幕和应用／图像处理器。为什么这三个部份会成为焦点呢?原因在于：现在人们往往同时通话和上网，这时，显示屏幕总是处于开启状态；此外，PA必须一直运作，以便向基地台发射语音通话和数据i最后，要观看网络影片或进行其它应用，应用处理器也必须保持运行。
3G网络的PA在接收不良时的功耗尤其大，因为它需要更大的输出功率才能连接到基地台，并保持线性度要求以确保3G信号的保真度。3G PA的耗电量与输出功率有关，输出功率越大，电池中的电流也就消耗的越多。而发射信号则需要更大的输出功率，消耗更多的电流。
目前市面上有两种可降低PA耗电量的新技术：DC-DC转换器和包络跟踪(envelope tracking)。DC-DC转换器在智能型手机中的运用日益广泛，它的运作原理是把3G PA的电源电压步降至既能够满足所需输出功率级要求、同时又能大大降低耗电量的级别。采用这种解决方案可带来双重好处第一是延长通话／使用时间，第二则是减少散热。飞兆半导体的FAN5902就是专门针对3G PA而设计的一款附有旁路模式之800mA、6MHz降FF,DC-DC转换器，可以降低功耗，延长连接时间。
FAN5902与基频处理器和3G PA协同工作，可以降低耗电量。基频处理器会根据它从基地台接收到的信息来设定PA的输出功率级，然后再将之转换为FAN5902的电源电压，输出给PA。借着动态地调节PA的电源电压和电流，FAN5902能够延长至少15％的手机通话和数据使用时间。图1所示为DG09功率分布函数下独立式3G PA和采用FAN5902的3G PA之间的性能比较。表1总结了不同条件下的性能。
除了延长通话时间之外，采用DC-DC转换器的解决方案还有助于降低散热量，从而可避免手机或USB适配器(Dongle)／资料卡过热。图2所示为使用FAN5902和不使用FAN5902的3G PA的热力分布图。
显示屏幕是在PA之后的第二大主要耗电部件，因为使用者无论是查询或搜寻联络信息，上网浏览、阅读电子邮件还是观赏行动电视／YouTube影片，显示屏幕总是处于开启的状态。TFT LCD是目前主要的显示技术，而它需要白光LED来提供背光。这种趋势主要见于尺寸较大的LCD显示屏幕，故意味着需要较多的白光LED来为显示屏幕提供有效的背光，也就意味着需要为LED和显示屏幕本身提供更大的电流。在高阶手机和智能型手机中，同时采用动态背光控制(dynamic backlight control，DBC)和自动调光功能(auto luminous control，ALC)不仅可以使耗电量尽量减小，还能提升用户的视觉体验。ALC需要采用一个环境光传感器(ambient light sensor)来检测周围环境的光量，并根据程序在LED驱动器或应用处理器中的算法来设定LED电流。
因此，LED电流会根据照明条件来设定。当四周环境很暗时，LED电流被设定为低，而阳光直射时就设定为最大。另一方面，DBC技术可根据显示屏幕上的图像／影片内容来调节LED电流：若影片中某个场景的内容比较昏暗，这时LED电流也较低；若场景较明亮，则反之。DBC根据图像处理器或LCD驱动器lc发出的脉宽调变(PWM)信号对电流进行程序，并随显示的影片内容的变化而不断改变。图3(a)所示为飞兆半导体藉由软件屏幕撷取程序获得的采用ALC和DBC后的环境光亮度级别(左图)和相应的LED电流。虽然不能充份说明，但由外部PWM的“蓝色显示棒”仍可看出DBC的作用，静态PWM级则随着图像或影片内容升高或降低。飞兆半导体评测工具套件的ALC和DBC展示图见图3(b)。
飞兆半导体的FAN5702是带I2c接口的180mA电荷泵LED驱动器，可经由配置来提供ALC和DBC功能。环境光传感器与应用处理器或基频处理器连接，接收输入并根据外部照明条件的算法来确定适合的LED电流水平。这个数据经由I2c接口发送给FAN5702，再根据资料来设定LED电流。FAN5702的PWM／EN接脚针对PWM工作而程序，且与LCD驱动器lc连接，后者根据显示屏幕上的图像／影片内容把PWM信号发送给FAN5702。图4所示为同时采用了ALC和DBC的FAN5702的系统模块示意图。手机显示屏幕采用ALC和DBC将有助于省下多达50％的功耗。
第三大主要功耗部件是应用／图像处理器；如果显示屏幕是开启的，则该芯片组将全面运行。不过，它也并非总是一直处于满功率运行状态。例如，当芯片组以较低功率水平运行时，可以采用动态电压调节技术(DVS)。这是一种非常适合于手机及其它可携式电子产品的解决方案，因为其电源电压可被调降至更低的核心电压，并可以让芯片组在较低频率频率下工作，从而有助于降低耗电量。这一点可由下列的方程式来说明：Pαfv2
这里，功率(P)与频率频率(f)和核心龟压(V)的平方之乘积成正比。因此，处理器的频率频率越快，功耗 越大。而随着核心电压减少，功耗会以平方的速度降低。
应用处理器可以采用FAN5365来供电，FAN5365是一款附带I2c接口的6MHz、800mA／1A步降式DC-DC转换器，能够提供最佳省能效果。I2c界面可用来以12.5mV的步长在0.75V到1.975V的范围内对电压进行动态程序，以满足芯片组的处理能力要求。当使用者观赏网上的影片时，FAN5365能够为应用处理器提供1.2V的核心电压，以获得最大的处理能力，而一旦影片短片结束，电压就会降至0.8V，进入较低电平工作状态。
目前有多种简单或复杂的技术，可以提高手机(尤其是智能型手机)的整体功率管理性能。藉由在手机中整合分别针对PA、显示屏幕和处理器核心的一种或所有三种功率管理解决方案，就能够大幅地节省能源，延长手机工作时间。这些设计都是以用 户的使用经验和需求而出发的，因为用户真正关心的是不要在关键时刻出现手机没电的尴尬局面，以及不必频繁地为手机充电。
新闻
克服软件测试障碍Wind River加快Android装置开发速度
Wind River日前发表可简化Android装置开发作业的自动化软件测试解决方案：Wind River FAST。这套最新自动化软件测试框架(FAST，Frameworkfor Automated Software Testing)解决方案可让各家设备制造商或系统营运商针对其测试Android软件堆栈的各种需求，根据各类主流硅组件硬件架构进行客制化产品设计。此测试方案透过自动化程序将一道道繁复的软件测试步骤化繁为简，以减少开发Android装置所耗费之时间及成本，并有效提升最终软件产品的质量及稳定度，同时亦可协助用户通过Android兼容性测试套件(CTS，Compatibility TestSuite)的验证。
测试过程通常是整个设备开发作业中最昂贵费时的一环，而Wind River FAST可以针对有需要测试Android装置的系统营运商、设备制造商、独立软件设计公司(ISV)、硅组件供货商等业者提供有效协助。Wind River FAST能够自动执行数千种异质性(heterogeneous)测试，再将所有测试结果统合汇整至单一的标准化、制式化数据库中，因此用户几乎能用任何分析工具来对繁琐的测试结果进行处理，从而节省执行这类软件测试所支出的时间及成本。导入Wind River FAST后，设备制造商即可集中投注资源和精力来处理真正关键的事务，例如设法为其产品开发出特色独具的功能以便和竞争对手有所区隔；或是尽快让产品合乎Android装置的各项兼容性认证规范。简而言之，藉“Wind River FAST”之助，厂商毋须再和以往一样，将大多数开发时间耗费在测试作业上。
开发“Wind River FAST”的过程中，Wind River已花费大量精力汇集、操作包罗万象的各种测试类目，例如在设备效能方面的图形处理速度和开机时间测试；互操作性方面则有包括Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)、电信、机板支持套件等相关测试，另外还包括许多性质各异的测试类目。而wind River日益扩增的测试数据库，则可完整提供低阶层、中间件(middleware)乃至应用阶层的广泛测试码。此外，Wind River在行动系统方面，包括用户接口设计、多媒体支持、电源管理等部分的技术和经验也持续累进中，因此能够针对移动设备开发的各个层面，例如子系统优化、服务整合和应用功能演进等，提供量身打造的专业客制化服务。
设计工程师不断研发提高功率管理性能的方法，并把焦点集中在对功耗影响最大的三个部份。在手机中，除基频处理器和射频收发器之外，最能消耗电量的三个部份分别是功率放大器(PA)、显示屏幕和应用／图像处理器。为什么这三个部份会成为焦点呢?原因在于：现在人们往往同时通话和上网，这时，显示屏幕总是处于开启状态；此外，PA必须一直运作，以便向基地台发射语音通话和数据i最后，要观看网络影片或进行其它应用，应用处理器也必须保持运行。
3G网络的PA在接收不良时的功耗尤其大，因为它需要更大的输出功率才能连接到基地台，并保持线性度要求以确保3G信号的保真度。3G PA的耗电量与输出功率有关，输出功率越大，电池中的电流也就消耗的越多。而发射信号则需要更大的输出功率，消耗更多的电流。
目前市面上有两种可降低PA耗电量的新技术：DC-DC转换器和包络跟踪(envelope tracking)。DC-DC转换器在智能型手机中的运用日益广泛，它的运作原理是把3G PA的电源电压步降至既能够满足所需输出功率级要求、同时又能大大降低耗电量的级别。采用这种解决方案可带来双重好处第一是延长通话／使用时间，第二则是减少散热。飞兆半导体的FAN5902就是专门针对3G PA而设计的一款附有旁路模式之800mA、6MHz降FF,DC-DC转换器，可以降低功耗，延长连接时间。
FAN5902与基频处理器和3G PA协同工作，可以降低耗电量。基频处理器会根据它从基地台接收到的信息来设定PA的输出功率级，然后再将之转换为FAN5902的电源电压，输出给PA。借着动态地调节PA的电源电压和电流，FAN5902能够延长至少15％的手机通话和数据使用时间。图1所示为DG09功率分布函数下独立式3G PA和采用FAN5902的3G PA之间的性能比较。表1总结了不同条件下的性能。
除了延长通话时间之外，采用DC-DC转换器的解决方案还有助于降低散热量，从而可避免手机或USB适配器(Dongle)／资料卡过热。图2所示为使用FAN5902和不使用FAN5902的3G PA的热力分布图。
显示屏幕是在PA之后的第二大主要耗电部件，因为使用者无论是查询或搜寻联络信息，上网浏览、阅读电子邮件还是观赏行动电视／YouTube影片，显示屏幕总是处于开启的状态。TFT LCD是目前主要的显示技术，而它需要白光LED来提供背光。这种趋势主要见于尺寸较大的LCD显示屏幕，故意味着需要较多的白光LED来为显示屏幕提供有效的背光，也就意味着需要为LED和显示屏幕本身提供更大的电流。在高阶手机和智能型手机中，同时采用动态背光控制(dynamic backlight control，DBC)和自动调光功能(auto luminous control，ALC)不仅可以使耗电量尽量减小，还能提升用户的视觉体验。ALC需要采用一个环境光传感器(ambient light sensor)来检测周围环境的光量，并根据程序在LED驱动器或应用处理器中的算法来设定LED电流。
因此，LED电流会根据照明条件来设定。当四周环境很暗时，LED电流被设定为低，而阳光直射时就设定为最大。另一方面，DBC技术可根据显示屏幕上的图像／影片内容来调节LED电流：若影片中某个场景的内容比较昏暗，这时LED电流也较低；若场景较明亮，则反之。DBC根据图像处理器或LCD驱动器lc发出的脉宽调变(PWM)信号对电流进行程序，并随显示的影片内容的变化而不断改变。图3(a)所示为飞兆半导体藉由软件屏幕撷取程序获得的采用ALC和DBC后的环境光亮度级别(左图)和相应的LED电流。虽然不能充份说明，但由外部PWM的“蓝色显示棒”仍可看出DBC的作用，静态PWM级则随着图像或影片内容升高或降低。飞兆半导体评测工具套件的ALC和DBC展示图见图3(b)。
飞兆半导体的FAN5702是带I2c接口的180mA电荷泵LED驱动器，可经由配置来提供ALC和DBC功能。环境光传感器与应用处理器或基频处理器连接，接收输入并根据外部照明条件的算法来确定适合的LED电流水平。这个数据经由I2c接口发送给FAN5702，再根据资料来设定LED电流。FAN5702的PWM／EN接脚针对PWM工作而程序，且与LCD驱动器lc连接，后者根据显示屏幕上的图像／影片内容把PWM信号发送给FAN5702。图4所示为同时采用了ALC和DBC的FAN5702的系统模块示意图。手机显示屏幕采用ALC和DBC将有助于省下多达50％的功耗。
第三大主要功耗部件是应用／图像处理器；如果显示屏幕是开启的，则该芯片组将全面运行。不过，它也并非总是一直处于满功率运行状态。例如，当芯片组以较低功率水平运行时，可以采用动态电压调节技术(DVS)。这是一种非常适合于手机及其它可携式电子产品的解决方案，因为其电源电压可被调降至更低的核心电压，并可以让芯片组在较低频率频率下工作，从而有助于降低耗电量。这一点可由下列的方程式来说明：Pαfv2
这里，功率(P)与频率频率(f)和核心龟压(V)的平方之乘积成正比。因此，处理器的频率频率越快，功耗 越大。而随着核心电压减少，功耗会以平方的速度降低。
应用处理器可以采用FAN5365来供电，FAN5365是一款附带I2c接口的6MHz、800mA／1A步降式DC-DC转换器，能够提供最佳省能效果。I2c界面可用来以12.5mV的步长在0.75V到1.975V的范围内对电压进行动态程序，以满足芯片组的处理能力要求。当使用者观赏网上的影片时，FAN5365能够为应用处理器提供1.2V的核心电压，以获得最大的处理能力，而一旦影片短片结束，电压就会降至0.8V，进入较低电平工作状态。
目前有多种简单或复杂的技术，可以提高手机(尤其是智能型手机)的整体功率管理性能。藉由在手机中整合分别针对PA、显示屏幕和处理器核心的一种或所有三种功率管理解决方案，就能够大幅地节省能源，延长手机工作时间。这些设计都是以用 户的使用经验和需求而出发的，因为用户真正关心的是不要在关键时刻出现手机没电的尴尬局面，以及不必频繁地为手机充电。
新闻
克服软件测试障碍Wind River加快Android装置开发速度
Wind River日前发表可简化Android装置开发作业的自动化软件测试解决方案：Wind River FAST。这套最新自动化软件测试框架(FAST，Frameworkfor Automated Software Testing)解决方案可让各家设备制造商或系统营运商针对其测试Android软件堆栈的各种需求，根据各类主流硅组件硬件架构进行客制化产品设计。此测试方案透过自动化程序将一道道繁复的软件测试步骤化繁为简，以减少开发Android装置所耗费之时间及成本，并有效提升最终软件产品的质量及稳定度，同时亦可协助用户通过Android兼容性测试套件(CTS，Compatibility TestSuite)的验证。
测试过程通常是整个设备开发作业中最昂贵费时的一环，而Wind River FAST可以针对有需要测试Android装置的系统营运商、设备制造商、独立软件设计公司(ISV)、硅组件供货商等业者提供有效协助。Wind River FAST能够自动执行数千种异质性(heterogeneous)测试，再将所有测试结果统合汇整至单一的标准化、制式化数据库中，因此用户几乎能用任何分析工具来对繁琐的测试结果进行处理，从而节省执行这类软件测试所支出的时间及成本。导入Wind River FAST后，设备制造商即可集中投注资源和精力来处理真正关键的事务，例如设法为其产品开发出特色独具的功能以便和竞争对手有所区隔；或是尽快让产品合乎Android装置的各项兼容性认证规范。简而言之，藉“Wind River FAST”之助，厂商毋须再和以往一样，将大多数开发时间耗费在测试作业上。
开发“Wind River FAST”的过程中，Wind River已花费大量精力汇集、操作包罗万象的各种测试类目，例如在设备效能方面的图形处理速度和开机时间测试；互操作性方面则有包括Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)、电信、机板支持套件等相关测试，另外还包括许多性质各异的测试类目。而wind River日益扩增的测试数据库，则可完整提供低阶层、中间件(middleware)乃至应用阶层的广泛测试码。此外，Wind River在行动系统方面，包括用户接口设计、多媒体支持、电源管理等部分的技术和经验也持续累进中，因此能够针对移动设备开发的各个层面，例如子系统优化、服务整合和应用功能演进等，提供量身打造的专业客制化服务。