基带芯片低功耗设计及部分接口

语音接口语音前置端口是满足G712要求的编解码器，它允许语音有效连接。在发射方向，发话器信号在转化成PCM I/F前被数字代及滤波，一对差分发话器给电发话器提供差分电流源。在接收方向，信号被解压与滤波传给扬声器，DSP子系统产生蜂鸣信号给蜂鸣器，一对差分输出驱动信号被提供，语言前置端口控制语音信号放大量及调整数字滤波器率响应。 电源/复位管理与定时产生，这部分小功能块是降低功耗的主要部分;只让必须工作的小功能块工作。程序能实现如下功能;当数字寻功能块工作在空闲状态时停止或减慢其数字时钟;切断模拟子功能块的电源当其工作在空闲模式时;在收到子系统复位要求或者看门狗计算器满时，复位信号发生器产生内部复位信号，时钟发生器产生基带子系统的操作时钟，PCC为ARMT子系统及DSP子系统产生高速时钟，分别为26MHZ与52MHZ时钟。功耗降低开关内含让基带芯片子系统接通或断开电源的寄存器。定时产生器产生定时窗口让基带芯片子系统与外接天线设备在TDMA帧内动态接通或关断。为了将听与呼叫功能块的功耗最小化;采用慢的时间基准代替快的时钟基准使功耗降低;TDMA帧巾断可以被掩饰为了可编程同期。

公用debug/测试接口该接口允许测试或debug设备连接在同一端口，它为最终目的提供debug工具。根据端口或核选择器数值，该接口将外部信号与内部端口连接;DAI端口，DSP JTAG串联端口或者ARM7 JTAG串联端口。开发工具通过VSD模块(VLSI串行器模块)驱动DSP(OAK SDI)与ARM ICEbreaker VSD 模块将Host信号转化为JTAG格式，而且容许通过测试端口连接内部资源。在开发芯片，增加debug连接脚，容许通过外接逻辑分析器观察与实时跟踪记录内部信号。

基带芯片的低功耗设计贯穿于芯片从规划、设计到生产的各个环节，每个环节都有相应的低功耗技术。下面介绍几种在前端设计基带芯片时所用到的低功耗方法，例如多电压域、门控时钟、门控电源和动态电压频率调节技术等

多电压域技术对于传统的单电压数字电路，电路里所有的单元共享电源。而对于多电压域的低功耗设计，在系统级设计阶段就要考虑电压的影响。在系统中，很多时候并不是所有的模块都同时工作，如果给处于空闲状态的模块也供电的话，就造成了不必要的耗电，使得系统整体功耗过高。所以为了节省系统功耗，通常需要把处于空闲状态的模块的电源关掉，使不同模块之间可以独立供电，互不影响。系统多电压域的设计方法恰好解决了这一问题。

门控时钟技术芯片系统中功耗的一大部分来源是时钟网络所消耗的功耗，动态功耗中近似50%的功耗是时钟频率消耗的。为了降低系统功耗，当部分电路模块进入空闲状态的时候，将该电路的时钟关闭，这种方法就叫做门控时钟(Clock Gating)， 门控时钟技术已经是目前应用非常普遍的低功耗技术了。当电路模块中的时钟关闭后，该模块内的数据的跳变就会被阻止，所以从模块第一级触发器到输出之间的所有逻辑都不再工作，信号不会发生跳变，因此有效地降低了系统功耗。

门控电源技术漏电流功耗总是随着CMOS工艺的发展进步而与日俱增，而漏电流功耗的增加为电池供电的便携式电子产品带来了挑战，使电池的供电时间大大缩短，为消费者带来了不好的体验。为了降低芯片系统的漏电流功耗，增加一种机制来关闭处于空闲状态的模块的电源是非常必要的，这一技术就叫做门控电源技术。 门控电源技术可以选择性地关闭芯片系统的某些模块的电源，同时保持其他模块处于供电状态。门控电源技术的目的就是通过暂时性的将不需要工作的模块的电源关掉来减小漏电流功耗。门控电源技术提供了两种电源模式，一种是睡眠模式，另一种是活跃模式。门控电源的目标就是要找到一个合适的时间和方式对这两种电源模式进行切换，最大限度地节省功耗，并且将对系统的影响降到最低。要关闭某些模块的电源可以通过软件和硬件两种方式,软件方面是通过在设备驱动或者操作系统上明确计划的，而硬件方面是通过设计计时器或者系统电源控制单元来控制的。不管通过哪种方式，在关闭某些模块的电源时，都要考虑到以下几个问题：

可能会节省的漏电流功耗;

进入或者退出睡眠模式所需要的时间;

进入或者退出睡眠模式所消耗的功率。

动态电压频率调节技术动态电压频率调节技术(Dynamic Voltage Frequency Scaling)是目前使用最为广泛且有效的低功耗技术之一。该技术可以监测系统的负载，根据系统的性能需求对供电电压和频率进行动态控制。当电压和频率根据系统负载而被动态控制时，系统的平均功耗就可以显著降低。这样，便携设备的电池使用时长就可以大大增加。动态电压频率调节技术根据计算系统负载的方法的不同，可以分为基于软件的方法和基于硬件的方法。基于软件的方法主要是根据调用函数的频率来使用各种算法计算系统负载。基于硬件的方法主要通过采集-一些与系统负载相关的信号、中断等信息来判断系统的负载。动态电压频率调节技术会根据计算出的系统当前的负载，来预测下一阶段内系统所需的性能。