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第1章 个人便携式设备电源管理的简介1

1.1 电源发展的趋势3

1.2 移动设备及其应用4

1.2.1 蜂窝手机5

1.2.2 便携式媒体播放器11

1.2.3 便携式数字音频播放器12

1.2.4 便携式导航设备13

1.3 蜂窝手机14

1.3.1 蜂窝系统概览14

1.3.2 小区系统的演化15

1.3.3 蜂窝手机的结构18

1.3.4 无缝移动：网络性20

1.4 小结26

参考文献27

第2章 能量节省的层级综览28

2.1 难题和挑战28

2.1.1 缩短技术上的差距28

2.1.2 持续工作、持续连接与便携的矛盾29

2.1.3 用性能和价格平衡电池的工作时间29

2.2 功率与能量的异同30

2.2.1 功率损耗的要素32

2.2.2 动态和静态功耗的要素32

2.3 能量节省技术的层级33

2.4 低功耗的发展过程与晶体管技术36

2.4.1 加工工艺调节37

2.4.2 晶体管和互连39

2.5 低功耗封装工艺50

2.5.1 简介50

2.5.2 系统级封装51

2.5.3 堆叠封装51

2.5.4 SiP与PoP的比较52

2.6 小结53

参考文献55

第3章 低功耗设计技术、设计方法和工具57

3.1 低功耗设计技术57

3.1.1 动态处理温度补偿57

3.1.2 静态处理补偿58

3.1.3 电源门控58

3.1.4 状态保留电源门控60

3.2 低功耗结构的子系统技术61

3.2.1 时钟门控61

3.2.2 异步技术：GALS62

3.2.3 节能模式65

3.3 低功耗SoC设计方法、工具和标准66

3.3.1 简介66

3.3.2 低功耗设计过程68

3.3.3 EDA厂商关于低功耗设计的主要方法71

3.3.4 低功耗格式化标准78

3.4 小结83

参考文献84

第4章 能量优化软件85

4.1 移动软件平台85

4.1.1 调制解调器软件86

4.1.2 应用软件89

4.1.3 手机设备的操作系统90

4.1.4 操作系统及应用程序执行环境92

4.2 节能软件94

4.2.1 动态电源管理95

4.2.2 节能编译器97

4.2.3 应用主导的电源管理100

4.2.4 高级电源管理100

4.2.5 高级配置与功率接口101

4.2.6 应用主导的电源管理的要求102

4.3 小结105

参考文献105

第5章 移动设备的电池与显示器107

5.1 简介107

5.1.1 电池面临的挑战107

5.1.2 电池技术的革新109

5.2 电池原理110

5.3 电池工艺112

5.3.1 密封铅酸蓄电池112

5.3.2 镍镉电池112

5.3.3 镍氢电池112

5.3.4 锂离子电池112

5.3.5 锂离子聚合物电池112

5.3.6 其他锂离子电池类型113

5.4 电池化学材料的选择113

5.5 便携式设备显示屏技术117

5.5.1 移动设备功率分布117

5.5.2 背光源119

5.5.3 显示屏技术120

5.6 低功率的LCD显示技术124

5.6.1 动态亮度调节124

5.6.2 扩展DLS126

5.6.3 背光源自动调整128

5.6.4 帧缓存压缩128

5.6.5 动态颜色深度128

5.7 小结129

5.7.1 电池129

5.7.2 显示屏130

参考文献130

第6章 电源管理集成电路132

6.1 简介132

6.2 稳压器134

6.2.1 控制回路操作134

6.2.2 线性稳压器135

6.2.3 开关稳压器137

6.2.4 线性稳压器与开关稳压器的比较143

6.3 电池管理：电量计、充电、鉴定146

6.3.1 电量计147

6.3.2 电池充电管理147

6.3.3 锂离子电池安全性149

6.3.4 电池鉴权150

6.3.5 电池管理系统的范例以及电池保护151

6.4 PMIC和音频153

6.4.1 音频155

6.4.2 线性和开关稳压器155

6.4.3 电池管理156

6.5 小结156

参考文献158

第7章 能量节省的系统级方法159

7.1 简介159

7.2 低功耗系统的框架160

7.2.1 高级的能量管理方案160

7.2.2 自优化系统的软件161

7.3 低功耗系统／软件技术161

7.3.1 动态频率调节162

7.3.2 动态电压调节163

7.3.3 动态处理和温度补偿164

7.3.4 控制空闲模式164

7.4 软件技术和智能算法164

7.4.1 操作系统165

7.4.2 经典的DVFS算法166

7.4.3 无线应用的范畴166

7.5 飞思卡尔（Freescale）公司的XEC：技术特性的智能算法166

7.6 ARM的智能能量管理169

7.6.1 IEM的策略以及操作系统的事件170

7.6.2 策略模式171

7.6.3 普通的IEM解决办法172

7.6.4 智能能量控制器173

7.6.5 电压岛174

7.7 国家半导体公司：PowerWise系列技术174

7.7.1 PowerWise技术174

7.7.2 自适应功率控制器175

7.7.3 PowerWise接口规范176

7.7.4 PowerWise PMU/EMU：电源／能量管理单元177

7.7.5 动态电压调节178

7.7.6 自适应电压调节179

7.8 能量节省合作伙伴181

7.9 德州仪器公司：SmartReflex技术182

7.9.1 硅IP182

7.9.2 系统级芯片183

7.9.3 系统软件183

7.10 英特尔公司的SpeedStep技术184

7.10.1 使用模式184

7.10.2 功率控制架构185

7.10.3 SpeedStep的动态频率管理185

7.10.4 SpeedStep的动态电压管理186

7.11 Transmeta LongRun节能技术及其第二代节能技术LongRun2186

7.11.1 Transmeta LongRun第二代节能技术的IP187

7.11.2 衬底偏压控制器188

7.11.3 衬底偏压分布188

7.11.4 衬底偏压产生器188

7.11.5 监控电路188

7.12 移动产品处理器接口：系统电源管理188

7.12.1 系统电源管理189

7.12.2 系统电源管理的结构189

7.13 小结190

参考文献191

第8章 电源管理的发展趋势193

8.1 融合的移动设备193

8.2 未来工艺195

8.2.1 纳米技术和纳米电子195

8.2.2 量子计算202

8.2.3 微机电系统204

8.2.4 生物学的DNA206

8.3 未来移动设备的封装208

8.3.1 系统封装的演进208

8.3.2 重分布芯片封装技术209

8.3.3 系统级封装211

8.4 未来用于移动设备的能量来源212

8.5 未来移动设备的显示器219

8.6 小结222

参考文献224

缩略词226