En el mercado de electrónica de consumo de hoy en día es cada vez más difícil separar las diferentes categorías de productos. A los usuarios de teléfonos móviles ya no les basta con hacer y recibir llamadas, sus dispositivos de navegación portátiles (PND) tienen que hacer algo más que llevarlos simplemente de un punto A a un punto B.

Esta convergencia de funciones entre smartphones, PND, plataformas de juegos móviles y otros productos portátiles de consumo representa una enorme ventaja para el consumidor porque le ofrece una abundancia de productos con amplia funcionalidad entre las que puede elegir. Entretanto, esta tendencia también crea enormes retos para los diseñadores de estas aplicaciones portátiles porque son ellos quienes ahora tienen que incorporar todas estas funciones dispares en un solo dispositivo con espacio muy limitado y, al mismo tiempo, diferenciar sus productos de los de la competencia. En muchos casos, esto se consigue incluyendo audio de calidad superior, mejorando la experiencia del usuario con la interfaz, reduciendo el factor de forma y alargando el ciclo de vida útil de la batería. Ahora, gracias a una nueva clase de soluciones altamente integradas en el sistema para la gestión inteligente de energía, los diseñadores disponen de una herramienta que los ayudará a lograr la diferenciación a la que aspiran, a la vez que les proporciona una arquitectura flexible apta para múltiples plataformas y generaciones de productos.

Comercialización más rápida a través de flexibilidad e integración
La necesidad de incorporar una amplia gama de funciones en un solo dispositivo no solo subraya la urgencia de un alto grado de integración para reducir el factor de forma, sino que también revela que hace falta una solución de gestión de energía inteligente y programable que cumpla los requisitos del procesador de la aplicación y de la memoria del sistema, así como los requisitos de otros componentes periféricos, tales como WiFi, Bluetooth y GPS. Actualmente, hay muchas soluciones de gestión de energía optimizadas para funcionar con un procesador específico de aplicación, lo que facilita el diseño de un sistema simple. No obstante, muchos fabricantes de equipos originales (OEM) que desarrollan una gran variedad de productos que se adaptan a diferentes condiciones geográficas y demográficas pueden beneficiarse de una solución más flexible e integrada que sea reutilizable en múltiples plataformas y con varios procesadores de aplicación.

Ofertas recientes, como la solución de gestión de energía inteligente IDTP95020, alcanzan este nivel de flexibilidad adoptando una arquitectura única con un microcontrolador incorporado (véase la figura 1). El microcontrolador incorporado se utiliza para administrar todos los recursos en el chip y soporta los módulos dinámicamente programables del sistema para regular la energía, así como el esquema de gestión de energía en chip, al que la solución agradece su flexibilidad. Además de sus reguladores de baja pérdida (LDO, low drop-out) y convertidores de conmutación CC-CC programables, el IDTP95020 también dispone de una función integrada para la gestión de la carga de batería, controladores LED blancos y códecs de audio y voz estéreo de baja potencia con una función mezcladora, un amplificador de clase D y controlador de auriculares, un bucle enganchado en fase (PLL) para la generación de reloj en chip y fuera de chip así como un controlador de pantalla táctil (véase la figura 1). Todos y cada uno de los bloques funcionales son totalmente programables y pueden ser controlados por un microcontrolador incorporado a través de secuencias de procedimiento predefinidas que se cargan en la memoria interna o EEPROM externa. De este modo, el IDTP95020 puede funcionar independientemente del procesador de la aplicación, y reduce el trabajo necesario para el mantenimiento general y la supervisión de eventos en tiempo real. Los bloques funcionales del IDTP95020 pueden ser controlados por el procesador de la aplicación mediante entradas en los registros a través de una de las dos interfaces I2C.

Este nivel de flexibilidad y programabilidad no solo permite al IDTP95020 realizar los ajustes dinámicos de la tensión requeridos por varios procesadores de la aplicación, sino que también capacita a los diseñadores modificar rápidamente una simple solución de gestión de energía para cumplir los diferentes requisitos periféricos de productos de su gama. La capacidad de reutilizar una simple solución en múltiples productos puede reducir significativamente los recursos de diseño necesarios para llevar a cabo estos proyectos, además de contribuir a una comercialización más rápida de estos productos. Por otra parte, una solución de gestión de energía reutilizable también ayuda a racionalizar los procesos de compra y a simplificar la gestión de inventarios.
Impacto de interfaces de usuario complejas sobre el sistema

Las pantallas táctiles, antes un lujo, se han convertido rápidamente en un complemento estándar de numerosos productos de consumo. Adoptando una solución de gestión de energía inteligente, como por ejemplo el IDTP95020 con un controlador de pantalla táctil y un controlador de WLED integrados, los diseñadores no solamente están en condiciones de añadir rápida y fácilmente esta función sin la necesidad de múltiples componentes discretos, sino que también se reduce la carga del procesador de la aplicación y el consumo de energía del sistema (véase la figura 2). Al transferir las tareas de controlar la pantalla táctil, los botones y otras entradas del usuario del procesador de la aplicación a una solución de gestión de energía inteligente, este procesador puede aprovechar su capacidad de procesamiento de alto rendimiento para otras funciones de valor añadido o pasar más tiempo en modo de reposo o reserva total, lo que reduce el consumo de energía del sistema global. El IDTP95020 también exime al procesador de la aplicación de controlar la retroiluminación. Al integrar el sistema de control para WLED y la pantalla táctil, junto con la capacidad de supervisar otras mediciones del sistema analógico mediante un ADC de 12 bits, el IDTP95020 ya no necesita el procesador de la aplicación para despertar la pantalla o regular su brillo.

Audio más fácil gracias al códec integrado
En muchas aplicaciones portátiles, especialmente las que se basan en procesadores discretos de aplicación y de banda base, hay múltiples entradas y salidas de audio que requieren fusión y sintonización. Por lo tanto, se necesita un mezclador de audio centralizado; y en muchas arquitecturas se utiliza el procesador de la aplicación para cumplir esta función. Sin embargo, el mezclador de audio hace un uso muy intensivo de la CPU, lo que puede suponer una gran carga para los recursos del procesador y aumentar considerablemente el consumo de energía. Un sistema de gestión de energía inteligente con un códec de audio incorporado es una solución mejor. Al transferir el mezclado de audio, la solución de gestión de energía integrada IDTP95020 reduce la carga de procesos del procesador de la aplicación; de este modo, se liberan recursos, que están disponibles para otras funciones, o se reduce el consumo de energía del sistema ya que se establece un modo de reposo de bajo consumo energético para el procesador (véase la figura 3).

Entorno de desarrollo
Aunque una solución de gestión de energía inteligente y totalmente programable aporta a los diseñadores un alto grado de integración y flexibilidad, también requiere que el usuario defina secuencias y procedimientos para reaccionar a diferentes interrupciones y eventos. Para garantizar que la creación de estas secuencias y procedimientos no atrase la comercialización de un proyecto, es indispensable que todas las soluciones integren un entorno de desarrollo robusto. Las herramientas de desarrollo para el IDTP95020 incluyen una placa de evaluación, que se puede conectar directamente al PC del diseñador. A continuación, este puede utilizar la herramienta de programación de IDT, basada en una interfaz gráfica de usuario, que presenta una función de arrastrar y colocar (drag & drop) fácil de usar para configurar raíles de alimentación, y puede crear y ejecutar procedimientos TCL para que el IDTP95020 lleve a cabo una secuencia predefinida de acciones y funciones. Una vez que el diseñador haya finalizado estos archivos de guión, la herramienta permite cargarlos directamente a la memoria EEPROM de la placa de evaluación (véase la figura 4).

Gestión de energía: una decisión estratégica
Históricamente, la gestión de energía siempre ha sido uno de los últimos aspectos planteados en el diseño de muchas aplicaciones portátiles de consumo. Aunque este planteamiento ha servido bien a los diseñadores en el pasado, la selección de una solución de gestión de energía ha ganado en importancia debido a la creciente complejidad de los dispositivos portátiles de consumo y a la necesidad de incluir una amplia gama de funciones y de maximizar el ciclo de vida útil de las baterías. El desarrollo de soluciones de gestión de energía inteligentes, tales como el IDTP95020, ahora capacita a los diseñadores para tomar la decisión estratégica de adoptar una solución flexible e integrada que se pueda utilizar en múltiples plataformas y generaciones de productos. Una decisión de esta índole puede reducir los recursos de diseño necesarios para desarrollar una variedad de productos y contribuir a una comercialización más rápida. Además, ayuda a optimizar el rendimiento y el consumo energético del sistema.

Autor:

Casey Springer. IDT

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