移動(dòng)設(shè)備的電源管理

前言

　　如今，由電池供電的便攜式移動(dòng)設(shè)備在我們的生活中非常普及，比如蜂窩手機(jī)、便攜式媒體播放器（PMP）、便攜式音頻播放器、便攜式導(dǎo)航定位儀（PNG）、便攜式游戲機(jī)、變換器、無繩電話、遠(yuǎn)程控制設(shè)備、數(shù)字相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備已廣泛應(yīng)用。而僅是手機(jī)，在具備通話功能的基礎(chǔ)上也增添了許多其他業(yè)務(wù)和功能?，F(xiàn)在，手機(jī)廠商所生產(chǎn)的手機(jī)帶有越來越多的新技術(shù)，比如藍(lán)牙、WiFi、音頻、視頻、相機(jī)、TV、全球定位系統(tǒng)（GPS）以及其他能融合到手機(jī)里的新技術(shù)。用戶不僅希望手機(jī)的功能增多，同時(shí)還希望手機(jī)的價(jià)格盡可能降低，手機(jī)的尺寸盡可能變小，而且還希望移動(dòng)設(shè)備的電池使用時(shí)間盡可能長(zhǎng)?！　∫苿?dòng)設(shè)備功能的增加會(huì)帶來更大的功耗；移動(dòng)設(shè)備尺寸的減小，有可能要求電池尺寸的減小。在這種情況下，要確保移動(dòng)設(shè)備每次充電后的使用時(shí)間不減少，就要對(duì)移動(dòng)設(shè)備的電池提出更高的要求?！　〔恍业氖牵姵丶夹g(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上移動(dòng)設(shè)備對(duì)電能需求的發(fā)展速度。隨著越來越多的功能、更強(qiáng)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力在移動(dòng)設(shè)備上的實(shí)現(xiàn)，移動(dòng)設(shè)備所具備的功能與電池能夠提供的電量之間的矛盾變得越來越大。因此，能量管理對(duì)于便攜式移動(dòng)設(shè)備來說，已經(jīng)變成極其重要的需要。　　本書主要介紹了移動(dòng)設(shè)備的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)、電源管理技術(shù)和電池發(fā)展技術(shù)，首先介紹了移動(dòng)設(shè)備及其電源的發(fā)展?fàn)顩r，以及能量節(jié)省技術(shù)的層級(jí)，包括制作工藝、晶體管以及封裝基礎(chǔ)等。然后介紹了低功耗的設(shè)計(jì)技術(shù)、移動(dòng)設(shè)備中耗能最大的器件之一的顯示器技術(shù)、能量?jī)?yōu)化軟件、移動(dòng)設(shè)備的電池技術(shù)、電源管理集成電路和能量節(jié)省的系統(tǒng)級(jí)方法，最后介紹了電源管理的發(fā)展趨勢(shì)?！　”緯鴮?duì)移動(dòng)設(shè)備電源的長(zhǎng)時(shí)間、低功耗運(yùn)行，作了系統(tǒng)的、全方位的討論。因?yàn)榇祟悎D書在國(guó)內(nèi)還很少見，我們翻譯了本書，與各位讀者共享?！　∪珪卜?章，由北京郵電大學(xué)黃小軍組織翻譯、統(tǒng)稿和審校，劉文、杜文、顧明和彭盼盼翻譯，黃濟(jì)青參與審稿?！　⌒枰赋龅氖?，本書的內(nèi)容是譯者在盡量忠實(shí)于原書的基礎(chǔ)上翻譯的，書中所述，不代表譯者及其所在單位的觀點(diǎn)，這點(diǎn)請(qǐng)廣大讀者注意?！　∮捎谧g者水平有限以及時(shí)間倉(cāng)促等原因，書中疏漏和錯(cuò)誤之處在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者和同行專家批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了移動(dòng)設(shè)備的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)、電源管理技術(shù)和電池發(fā)展技術(shù)。首先介紹了移動(dòng)設(shè)備及其電源的發(fā)展?fàn)顩r，以及能量節(jié)省技術(shù)的層級(jí)，包括制作工藝、晶體管以及封裝基礎(chǔ)等；然后介紹了低功耗的設(shè)計(jì)技術(shù)、移動(dòng)設(shè)備中耗能最大的器件之一的顯示器技術(shù)、能量?jī)?yōu)化軟件、移動(dòng)設(shè)備的電池技術(shù)、電源管理集成電路和能量節(jié)省的系統(tǒng)級(jí)方法；最后介紹了電源管理的未來發(fā)展趨勢(shì)?！　”緯m用于覆蓋移動(dòng)設(shè)備制造業(yè)和學(xué)術(shù)界全方位技術(shù)和產(chǎn)品的各種研究團(tuán)體。本書讀者，亦包括但不局限于技術(shù)經(jīng)理、軟件研發(fā)工程師、硬件設(shè)計(jì)工程師、機(jī)械工程師、市場(chǎng)營(yíng)銷人員、分析師以及業(yè)務(wù)經(jīng)理。本書也可用作以大學(xué)高年級(jí)學(xué)生或研究生的移動(dòng)和計(jì)算機(jī)課程的教材，同時(shí)適合那些有興趣關(guān)注移動(dòng)設(shè)備制造和相關(guān)價(jià)值鏈的人們。

書籍目錄

譯者序前言第1章　個(gè)人便攜式設(shè)備電源管理的簡(jiǎn)介  1.1　電源發(fā)展的趨勢(shì)  1.2　移動(dòng)設(shè)備及其應(yīng)用    1.2.1　蜂窩手機(jī)    1.2.2　便攜式媒體播放器    1.2.3　便攜式數(shù)字音頻播放器    1.2.4　便攜式導(dǎo)航設(shè)備  1.3　蜂窩手機(jī)    1.3.1　蜂窩系統(tǒng)概覽    1.3.2　小區(qū)系統(tǒng)的演化    1.3.3　蜂窩手機(jī)的結(jié)構(gòu)    1.3.4　無縫移動(dòng)：網(wǎng)絡(luò)性  1.4　小結(jié)  參考文獻(xiàn)第2章　能量節(jié)省的層級(jí)綜覽  2.1　難題和挑戰(zhàn)    2.1.1　縮短技術(shù)上的差距    2.1.2　持續(xù)工作、持續(xù)連接與便攜的矛盾    2.1.3　用性能和價(jià)格平衡電池的工作時(shí)間  2.2　功率與能量的異同    2.2.1　功率損耗的要素    2.2.2　動(dòng)態(tài)和靜態(tài)功耗的要素  2.3　能量節(jié)省技術(shù)的層級(jí)  2.4　低功耗的發(fā)展過程與晶體管技術(shù)    2.4.1　加工工藝調(diào)節(jié)    2.4.2　晶體管和互連  2.5　低功耗封裝工藝    2.5.1　簡(jiǎn)介  　2.5.2　系統(tǒng)級(jí)封裝　  2.5.3　堆疊封裝  　2.5.4　SiP與PoP的比較　2.6　小結(jié)　參考文獻(xiàn)第3章　低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)方法和工具　3.1　低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)  　3.1.1　動(dòng)態(tài)處理溫度補(bǔ)償　  3.1.2　靜態(tài)處理補(bǔ)償  　3.1.3　電源門控　  3.1.4　狀態(tài)保留電源門控　3.2　低功耗結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)技術(shù)    3.2.1　時(shí)鐘門控    3.2.2　異步技術(shù)：GALS    3.2.3　節(jié)能模式　3.3　低功耗SoC設(shè)計(jì)方法、工具和標(biāo)準(zhǔn)    3.3.1　簡(jiǎn)介    3.3.2　低功耗設(shè)計(jì)過程    3.3.3　EDA廠商關(guān)于低功耗設(shè)計(jì)的主要方法    3.3.4　低功耗格式化標(biāo)準(zhǔn)　3.4　小結(jié)　參考文獻(xiàn)第4章　能量?jī)?yōu)化軟件　4.1　移動(dòng)軟件平臺(tái)　  4.1.1　調(diào)制解調(diào)器軟件　  4.1.2　應(yīng)用軟件　  4.1.3　手機(jī)設(shè)備的操作系統(tǒng)　  4.1.4　操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境　4.2　節(jié)能軟件  　4.2.1　動(dòng)態(tài)電源管理　  4.2.2　節(jié)能編譯器　  4.2.3　應(yīng)用主導(dǎo)的電源管理　  4.2.4　高級(jí)電源管理　  4.2.5　高級(jí)配置與功率接口　  4.2.6　應(yīng)用主導(dǎo)的電源管理的要求　4.3　小結(jié)　參考文獻(xiàn)第5章　移動(dòng)設(shè)備的電池與顯示器第6章　電源管理集成電路第7章　能量節(jié)省系統(tǒng)的方法第8章　電源管理的發(fā)展趨勢(shì)縮略詞

章節(jié)摘錄

　　信息的存儲(chǔ)、加工和處理也是便攜式設(shè)備的重要市場(chǎng)。拋棄紙質(zhì)日歷的人們?cè)絹碓搅?xí)慣用便攜式設(shè)備來安排他們的日常生活。　　模擬相機(jī)已經(jīng)被相應(yīng)的數(shù)字產(chǎn)品所取代。筆記本電腦價(jià)格的降低也使得很多人都能用得起。筆記本電腦幾乎成為工作的必備品。帶有無線功能的通過Wi-Fi或者小區(qū)網(wǎng)絡(luò)連接至因特網(wǎng)的筆記本電腦也出現(xiàn)在人們的視野中，這些筆記本電腦不光增添了移動(dòng)性，也使得用戶能像電纜或數(shù)字用戶線（DSL）一樣獲得足夠的帶寬。筆記本電腦的因特網(wǎng)入口向用戶提供了一系列豐富的服務(wù)，當(dāng)然便攜式小型設(shè)備的信息數(shù)據(jù)存取功能還正在研發(fā)過程之中?！　”銛y式設(shè)備發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)就是“小型化”。在保證功能的前提下，便攜式設(shè)備的尺寸已經(jīng)縮減到了極限，如同普通腕表一樣。只要再小一點(diǎn)就有可能影響可用性。“腕表型”的便攜式設(shè)備廣泛存在于市場(chǎng)中，如蜂窩手機(jī)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、數(shù)碼相機(jī)以及MP3播放器等。越來越多的設(shè)備變得萬能、可編程和靈活。比如一些移動(dòng)電話可以播放音樂、照相還具有基礎(chǔ)定位功能?！　《喙δ芤泊碳ぶ殖衷O(shè)備向“多形態(tài)”轉(zhuǎn)變?！岸嘈螒B(tài)”意味著用戶界面支持與設(shè)備的多種交互方式，比如觸摸屏、語音、動(dòng)作，甚至包括為帶有攝像頭的便攜式設(shè)備裝備的手語錄入功能。便攜式設(shè)備對(duì)信息而言，不再僅僅是簡(jiǎn)單的文本，對(duì)通信而言，不再僅僅提供簡(jiǎn)單的語音服務(wù)?！　”銛y式設(shè)備的未來發(fā)展趨勢(shì)很難完全預(yù)見，但未來的個(gè)人便攜式設(shè)備絕不僅僅是語音通信工具，盡管它們?nèi)杂姓Z音通信功能。它們會(huì)具備100Mbit／s的數(shù)據(jù)速率、支持E-mail、因特網(wǎng)沖浪和電子商務(wù)，某種程度上可代替筆記本電腦。它們會(huì)有全方位的多媒體功能，包括8Mpix的照相機(jī)、攝像機(jī)、高清視頻、電視播放以及具有保護(hù)類似電影和軟件這樣高價(jià)值內(nèi)容的安全存儲(chǔ)能力。在這種前景下，未來的主流應(yīng)該是多功能的設(shè)備，與圖1.3 所示設(shè)備類似。該設(shè)備附帶許多應(yīng)用。

編輯推薦

　　在實(shí)際工程中，我們?nèi)绾螜?quán)衡電池使用壽命、性能與成本呢？　　《移動(dòng)設(shè)備的電源管理》將告訴你怎么做！　　如今，“移動(dòng)”已經(jīng)形成一種標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)者希望在獲得移動(dòng)性的同時(shí)，還希望無線設(shè)備的電池供電能夠更持久。隨著越來越多的功能、計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力在移動(dòng)設(shè)備（比如iPod、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)）上的實(shí)現(xiàn)設(shè)備所具有的功能與電池能夠提供的電量之間的矛盾變得越來越尖銳。事實(shí)上，許多手持設(shè)備的限制因素并不僅僅在于硬件和軟件，還在于電池能夠供給設(shè)備多少電量?！兑苿?dòng)設(shè)備的電源管理》列舉了多種方法來降低電路消耗的總電能，并且陳述了有效地進(jìn)行電源管理的技術(shù)?！　?guó)際視野 科技前沿　　國(guó)際電氣工程先進(jìn)技術(shù)譯叢，傳播國(guó)際最新技術(shù)成果，搭建電氣工程技術(shù)平臺(tái)?！　　兑苿?dòng)設(shè)備的電源管理》特色：電源管理依賴于以下知識(shí)點(diǎn)：功率封裝技術(shù)；電源和時(shí)鐘門控；節(jié)能編譯；多種顯示技術(shù)；線性與開關(guān)穩(wěn)壓器；軟件技術(shù)和智能算法。

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