電子發燒友網12月“處理器與DSP特刊”火熱下載中，缺你怎可！

　　隨著消費者不斷要求智能手機、平板電腦、PC 等設備增加新功能和提高性能，多核處理器從此取代了傳統的單核設備。

　　各大廠商最新推出的多媒體應用處理器采用了ARM Cortex-A9 或 Cortex-A15 等先進的內核架構，提供單核、雙核和四核等性能各異的版本。

　　ARM的不對稱 big.LITTLE 系統進一步發展了多核理念，通過結合使用一個高性能的內核（如Cortex-A15）和一個能效極高、采用相同架構的內核（如Cortex-A7），優化所有處理負荷的能效。

　　最新的多核應用處理器還集成了 DRAM控制器、ARM Neon媒體/圖形協處理器等外圍設備，以進一步提升性能。

　　電源管理的演進

　　當雙核處理器于 2011 年進入市場時，單核設備通常使用的電源架構只經過了簡單的擴展，以便通過通用供電軌為兩個處理器內核供電。隨著多核路線圖的不斷演進和四核處理器的問世，并考慮到正處于研發階段的八核處理器以及更加復雜的未來處理器，我們需要能夠異常靈活地控制各個內核的供電電源，從而實現優化能效的目標。這需要異常復雜的電源管理架構，將每個內核單獨劃分到由一個穩壓器供電的各自的電源域中（見圖1）。這種方法能夠使用較小的穩壓器，降低最壞情況下的電流需求。

　　圖 1：將內核劃分到不同的電源域中可實現靈活高效的電源管理。

　　推動多核系統電源架構發生改變的另一重要因素是40納米、32納米以及最近的28納米工藝的普及。 它們無法支持連接各個穩壓器輸入端的5V電池電壓（VBAT），因為更小的CMOS需要更低的工作電壓，從而有效減少了所能施加的最大電壓。鑒于此，現在有必要將應用處理器的電源管理功能遷移到一個單獨的器件上。

　　這與第一代移動設備中所采用的方法形成了鮮明對比，后者通常將電源管理功能整合到應用處理器中，形成一個芯片。

　　在芯片之外的一個單獨器件上實現一個更加復雜的多穩壓器架構，這一趨勢正在催生新一代先進的電源管理集成電路（PMIC）。

　　這些PMIC的特性和能力正在不斷演進，目的是提升當今消費類移動和多媒體產品中多種使用模式的能效。通常可以實現多個開關式穩壓器，其中包括為處理器內核和I/O（對于28納米處理器，它們可分別低至 1和2 V）、內存IC和其它外圍設備提供低電壓的降壓穩壓器。還可以實現一個升壓轉換器，為屏幕背光等LED燈串供電。此外，內置的低壓差（LDO）穩壓器還可用于為感應器、LED 指示燈或電機等子系統供電。

　　各種電池充電功能也能得以實現，從用于為備用紐扣電池或超級電容器充電的幾毫安小型電源，到能夠連接墻壁充電器、USB 5-V 電源或車載充電器等各種電源的數控多模式鋰電池充電器。

　　此外，還可以實現用于監視外部電壓和溫度的數模轉換器等更多功能。不僅如此，片上電源監控智能還能讓PMIC處理開機/關機順序、重置和中斷處理等重要功能。這可以幫助設計人員提升系統的整體可靠性和能效。