Nel mercato dell'elettronica di largo consumo sta diventando sempre più difficile classificare i vari prodotti. Oggi gli utenti pretendono dai propri telefoni cellulari qualcosa di più del semplice effettuare e ricevere chiamate e che i propri navigatori portatili facciano qualcosa in più che portarli da un punto A a un punto B. Questa convergenza di funzionalità tra smartphone, navigatori, piattaforme di gioco portatili e altri prodotti palmari di largo consumo è un grosso vantaggio per i consumatori poiché offre loro la possibilità di destreggiarsi entro un ampio ventaglio di prodotti multifunzione. Ciò malgrado, essa mette a dura prova i progettisti che devono riuscire a compattare le funzioni più disparate in un unico dispositivo, e per giunta differenziare il proprio prodotto da quello della concorrenza. In molti casi, ciò lo si ottiene integrando un sistema audio migliore, dando all'utente un servizio di più alta qualità, riducendo le dimensioni e prolungando la durata della batteria. Oggi, grazie a una nuova classe di soluzioni intelligenti e altamente integrate per la gestione della potenza, i progettisti hanno in mano uno strumento che può dare loro la differenziazione voluta e allo stesso tempo offrire un'architettura versatile utilizzabile su più piattaforme e per più generazioni di prodotti.
Versatilità e integrazione riducono il time-to-market
La necessità di combinare una vasta gamma di funzioni in un unico dispositivo evidenzia non solo la necessità di ottenere un elevato grado di integrazione al fine di ridurre le dimensioni, ma anche l'esigenza di una gestione della potenza intelligente e programmabile e che sia in grado di offrire ciò che ci si aspetta in termini di velocità di elaborazione, memoria e funzionalità del tipo WiFi, Bluetooth e Gps. Oggi, molti sistemi di gestione della potenza vengono tarati in base al processore, il che può semplificare il progetto di un singolo sistema specifico. Ma quei produttori che invece offrono una gamma di apparecchiature destinate a un pubblico geograficamente e demograficamente variegato avranno bisogno di soluzioni più versatili e più integrate, utilizzabili su più piattaforme e con diversi processori applicativi. Prodotti recenti, come il sistema di gestione intelligente della potenza IDTP95020, proposto da IDT, offrono queste caratteristiche grazie a un'architettura esclusiva che comprende un microcontrollore embedded. Il microcontrollore embedded gestisce tutte le risorse on-chip e controlla i blocchi di regolazione a programmazione dinamica del sistema di potenza e uno stadio di gestione della potenza integrato che garantisce la versatilità richiesta. Oltre ai convertitori programmabili Dc/Dc a commutazione e ai regolatori Low Dropout, il dispositivo IDTP95020 fornisce inoltre il controllo della carica della batteria, circuiti di pilotaggio per Led bianchi, codec audio stereo e codec vocali a bassa potenza con funzioni di mixer, un amplificatore in classe D e un circuito pilotaggio per cuffie, un Pll per la generazione dei clock interni ed esterni e un controller touchscreen. Ciascuno di questi blocchi funzionali è interamente programmabile e può essere controllato dal microcontrollore embedded attraverso sequenze di scripting predefinite caricate sulla memoria interna o sulla Eeprom esterna. Ciò permette al dispositivo IDTP95020 di funzionare in maniera autonoma e indipendente dal processore applicativo, riducendo la necessità di dover gestire le funzioni di base e di monitorare gli eventi in tempo reale. Inoltre, i blocchi funzionali integrati in IDTP95020 possono essere controllati dal processore applicativo scrivendo sui registri tramite una delle due interfacce I2C. Queste caratteristiche di versatilità e di programmabilità non solo consentono al dispositivo IDTP95020 di soddisfare i valori di tensione dinamica richiesti dai diversi processori applicativi, ma consente inoltre ai progettisti di modificare rapidamente il metodo di gestione della potenza in modo da soddisfare i requisiti delle diverse periferiche disponibili. La possibilità di riutilizzare una stessa soluzione per più prodotti può ridurre significativamente il numero di risorse necessarie alla realizzazione di tali prodotti, oltre a fornire loro un impulso notevole in termini di commerciabilità. Oltretutto, se una tecnologia di gestione della potenza è riutilizzabile, l’approvvigionamento e la gestione del magazzino componenti diventa più semplice.
L'impatto sul sistema
della complessità delle interfacce utente
I touchscreen sono rapidamente passati dall'essere un lusso all'essere una caratteristica base per una varietà di prodotti di largo consumo. Una soluzione intelligente di gestione della potenza, come il dispositivo IDTP95020 che include un controller touchscreen integrato e un circuito di pilotaggio per Led bianchi, non solo consente ai progettisti di aggiungere rapidamente e agevolmente questa caratteristica senza la necessità di avere più componenti discreti, ma contribuisce anche a ridurre il carico sul processore applicativo e a ridurre il consumo di potenza. Trasferendo la necessità di monitorare il touchscreen, i pulsanti e gli altri ingressi utente dal processore applicativo al sistema di gestione intelligente della potenza, il processore applicativo può utilizzare le proprie prestazioni elaborative per funzioni aggiuntive più sofisticate, oppure trascorrere un tempo maggiore in modalità di standby o di sospensione, riducendo il consumo di potenza generale del sistema. IDTP95020 sgrava inoltre il processore applicativo del compito di controllare la retroilluminazione con Led bianchi. Combinando il circuito di pilotaggio dei Led bianchi e il controller touchscreen con la capacità di monitorare altre grandezze analogiche di sistema tramite l'Adc a 12 bit, IDTP95020 elimina la necessità di coinvolgere il processore applicativo nel processo di accensione del display o di controllo della luminosità.
Il codec integrato semplifica la gestione dell'audio
In molte applicazioni portatili, particolarmente in quelle basate su sistemi di tipo discreto e processori in banda base, vi sono più ingressi e più uscite audio da combinare e regolare. Ciò crea la necessità di avere un mixer audio centralizzato e, in parecchie architetture, si utilizza il processore applicativo per eseguire questa funzione. Tuttavia, poiché il mixer audio richiede uno sfruttamento intenso della Cpu, ciò può gravare sulle risorse dei processori applicativi, generando un significativo consumo di potenza. Un sistema intelligente di gestione della potenza con un codec audio integrato fornisce una soluzione migliore. Sgravando il processore applicativo dalle funzioni di mixer audio, una gestione integrata della potenza, ottenuta ad esempio con il dispositivo IDTP95020, riduce il carico di elaborazione sul processore applicativo, facendo sì che tali risorse vengano utilizzate per altre funzioni oppure per ridurre il consumo energetico del sistema ponendo il processore in uno stato di riposo a basso consumo.
L’ambiente di sviluppo
Sebbene una soluzione intelligente e interamente programmabile di gestione della potenza possa offrire ai progettisti un notevole grado di integrazione e di versatilità, essa richiede anche la creazione di sequenze di comandi e di script definiti dall'utente in risposta ai diversi segnali di interrupt ed eventi. Per far sì che tali sequenze e script non influiscano negativamente sul time-to-market del progetto, è indispensabile che qualunque tecnologia di gestione della potenza fornisca un ambiente di sviluppo robusto. Gli strumenti di sviluppo disponibili per IDTP95020 comprendono una scheda di valutazione che può essere collegata direttamente al Pc del progettista. Questi può quindi utlizzare il tool di scripting grafico di IDT, che presenta un'interfaccia intuitiva completa di funzioni di drag and drop con cui è possibile definire le sequenze di avvio dell’alimentazione e consente di creare ed eseguire script TCL che collocano l'IDTP95020 all'interno di una sequenza predefinita di azioni e impostazioni. Quando il progettista ha completato i file di scripting, il tool consente di caricarli direttamente nella Eeprom della scheda di valutazione.
La gestione della potenza come decisione strategica
La gestione della potenza è stata spesso l’ultimo elemento considerato nella progettazione delle apparecchiature portatili di largo consumo. Sebbene questo approccio possa storicamente aver fatto comodo ai progettisti, la crescente complessità dei dispositivi portatili di largo consumo e la necessità di offrire una vasta gamma di funzioni, massimizzando al contempo la durata della batteria, impongono una maggiore attenzione sulla scelta di una metodologia di gestione della potenza. Lo sviluppo di soluzioni intelligenti, come il dispositivo IDTP95020, oggi consente ai progettisti di prendere la decisione strategica di adottare una soluzione versatile e integrata che può essere utilizzata su più piattaforme e generazioni di prodotti. Una tale decisione può ridurre la quantità di risorse necessarie per sviluppare un numero maggiore di prodotti e ridurre il time-to-market contribuendo, al contempo, a ottimizzare le prestazioni di sistema e il consumo energetico.
