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Power-Management-IC

Micro-PMIC organisiert Leistungsverbrauch in Wearables

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Die Entwicklung des typischen PMIC-Marktes

Wenn Entwickler von Leistungssystemen an Power-Management-ICs denken, dann stellen sie sich in der Regel große und leistungsstarke Bausteine vor, die für spezifische Prozessorfamilien optimiert sind und von den verschiedenen Prozessorherstellern wie Qualcomm, Nvidia und Intel geschaffen werden.

Solche PMICs sind der ideale Begleiter für deren Prozessor und bieten die richtige Kombination an regelbaren Versorgungsspannungen in einem kleinen Gehäuse, welches die erforderlichen Pfade zur Wärmeableitung bietet – auch angesichts der zu erwartenden Lasten.

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Einige weniger verbreitete Prozessoren verfügen nicht über einen PMIC. Kommt jedoch ein Prozessor mit PMIC-Unterstützung zum Einsatz, dann hat das deutliche Vorteile für die Anwendung. In der Tat hat sich der Markt in der Smartphone- bzw. Tablet-Branche auf die Wahl von nur ein oder zwei dominierenden Prozessorfamilien konzentriert.

Für den Wearables-Markt hat sich die Prozessorauswahl nicht im gleichen Ausmaß konsolidiert. Dadurch fehlt Halbleiterherstellern die Möglichkeit, gängige Prozessor-Spezifikationen zu nutzen, an die sie einen neuen PMIC für Wearables anpassen können.

Der OEM-Entwickler sollte erwarten, einen gängigen PMIC zu finden, der genau seinen Anforderungen entspricht. Selbstverständlich könnte ein solcher PMIC, der für den breiten Wearables-Markt einsetzbar ist, für eine bestimmte Applikation entweder nicht alle Systemanforderungen zur Gänze erfüllen oder aber auch nicht notwendigerweise verwendbare Funktionen enthalten.

Ersteres würde zusätzliche separate Leistungskomponenten erfordern, die den Vorteil einer kompakten PMIC-Lösung zunichte machen. Letzteres würde den Eigenverbrauch, die Kosten und die Größe des PMIC unnotwendig erhöhen, was keine optimale Lösung darstellt.

Wenn die Prozessor-Vielfalt den Einsatz eines gängigen Power-Management-ICs nicht ohne weiteres zulässt, dann läst sich dennoch ein Weg zur Regelung des Leistungsbedarfs finden. Bild 1 zeigt den Schaltungsaufbau einer Smart-Watch. Die MCU könnte aus einer sehr großen Auswahl an gängigen Geräten entnommen sein, die einen ARM-Prozessorkern verwenden.

Als Ganzes ist die grundlegende Systemstruktur vielen Smart-Watches gemein, um den gleichen Verbraucheranforderungen für Biometrik- und Umgebungssensorik, Positionsinformationen sowie Verbraucher- und Kommunikationsschnittstellen gerecht zu werden.

Wenn PMIC-Hersteller somit diese gemeinsame Struktur als ihren Standard verwenden, ist es möglich, eine integrierte Lösung für das Leistungssystem von Wearable-Geräten zu entwickeln, die genau oder fast genau dem Energiebedarf von vielen OEM-Produkten entspricht. Hauptprozessor, Bluetooth- und GPS-Module können mit einer 1,8-V-Versorgung arbeiten. In der Regel ist das durch den Einsatz eines Abwärtswandlers möglich.

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