EO_458

WEREABLE

POWER 12 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016

a soddisfare le esigen-

ze di una pluralità di

prodotti.

Tuttavia, oggi stanno

emergendo tendenze

nuove e ben definite

a livello di architettu-

ra dei disposi-tivi da

polso, come gli smart

watch e i bracciali per il

fitness. Da qui lo svilup-

po di una nuova classe

di “micro-PMIC” che

promettono di risol-

vere il problema della

densità di potenza nei

dispositivi indossabili.

Sviluppi

nel mercato dei PMIC

convenzionali

Quando i progettisti di

sistemi di alimentazio-

ne pensano a un PMIC, in genere fanno riferimento ai

dispositivi ad alta potenza di grandi dimensioni ottimizza-

ti per determinate famiglie di processori, in genere pro-

cessori applicativi (AP – Application Processor) prodotti

da aziende quali Qualcomm, Nvidia e Intel. Questi PMIC

sono il complemento ideale di questi processori, in grado

di fornire la combinazione ottimale di uscite regolate inte-

grate in un package di piccole dimensioni che dispone dei

percorsi adeguati per la dissipazione del calore, necessari

in considerazione dei

carichi che de-vono es-

sere alimentati. Per al-

cuni processori, quelli

meno diffusi, potrebbe

non essere disponibi-

le un PMIC adatto. In

ogni caso un progetti-

sta non può esimersi

dall’utilizzare uno spe-

cifico PMIC nel caso il

processore applicativo

lo supporti.

Nel mercato degli

smartphone e tablet,

sono due le famiglie

di processori maggior-

mente diffuse e questo

assicura ai produttori

di PMIC le economie

di scala sufficienti per

garantire il ritorno de-

gli investimenti fatti

nello sviluppo di di-

spositivi “ad hoc” per

determinati processori.

Nel settore degli indos-

sabili, la scelta del pro-

cessore non è ancora

così ben consolidata: di

conse-guenza, i produt-

tori di semiconduttori

di potenza non hanno

potuto utilizzare le spe-

cifiche di pro-cessori

standard per lo svilup-

po di nuovi PMIC per

questo mercato.

A questo punto è ne-

cessario domandarsi

se i progettisti OEM

possono individuare

PMIC standard in gra-

do di soddisfare le loro

esigenze. Chiaramente, un PMIC concepito per il mercato

“globale” degli indossabili rischierebbe di non poter sod-

disfare tutte le esigenze di un sistema, per cui sarebbe ne-

cessario aggiungere componenti di potenza discreti, vani-

ficando in tal modo il vantaggio legato all’uso di un PMIC.

Per contro, esso potrebbe includere funzioni che non ver-

ranno utilizzate, con conseguente aumento del consumo

di energia, dei costi e delle dimensioni del die del PMIC.

In en-trambi i casi, la soluzione è tutt’altro che ottimale.

Tuttavia, se la disponi-

bilità di diversi proces-

sori non favorisce l’uso

di un PMIC standard, è

utile chiedersi se possi-

bile individuare un per-

corso alternativo per

standardizzare i requi-

siti di alimentazione.

Si consideri la figura 1,

che riporta l’architettu-

ra di uno smart watch.

È possibile scegliere

una MCU a partire da

una gamma molto am-

pia di dispositivi stan-

dard che utilizzano un

core ARM. Tuttavia,

nel complesso l’archi-

tettura di base del si-

stema è comune a un

Fig. 2 – Diagramma del layout che mostra l’utilizzo di AS3701

in uno schema tipo di uno smart watch

A2 A3

D3 D4

XRES

SCL

GND

GPIO2_CUR

GPIO1_CUR

VSS_SD1

VSUP_SD1

SD1

VBAT

VSUP

VUSB

LDO2

LDO1

OUT

LDO1

SD1

VUSB

VSUP

VBAT

OUT

SD1

OUT

LDO2

GND

GND GND

FB_SD1

XIRQ_NTC

LOGIC &

CONTROL

Power Path &

Current Limiter

Linear

Charger

VUSB

VSUP_CHG

AS3701A

VBAT

SCL

SDA

XRES

DCDC

500mA

0.6 – 3.4V

Iq = 30uA

VSS_SD1

FB_SD1

LX_SD1

1uH

10uF

LDO1

1.2 – 3.3V

200mA

Iq = 5uA

Current

Sinks

LDO1

VSUP

2.2uF

PWM

GND

LDO2

1.2 – 3.3V

200mA

Iq = 5uA

LDO2

2.2uF

VSUP

VSUP_SD1

XIRQ_NTC

VSUP

GPIO1_CURR1

GPIO2_CURR2

Fig. 3 – Il micro-PMIC AS3701A include più blocchi di alimen-

tazione e un caricabatteria