Avantages de l'interface de gestion de l'énergie du système (SPMI)
Qu'est-ce que l'interface de gestion de l'alimentation du système (SPMI) ?
Les exigences de complexité et de performance des téléphones portables et autres appareils électroniques portables augmentent de manière exponentielle. Avec la demande croissante de nouvelles fonctions à haute performance et à haut débit de données, la gestion de l'énergie au niveau du système devient essentielle. L'utilisation de techniques de gestion de l'énergie avancées pour réduire la consommation d'énergie et améliorer la durée de vie de la batterie est plus importante que jamais.
L'interface de gestion de l'énergie du système (SPMI) est une interface standard MIPI qui relie le contrôleur d'énergie intégré (PC) d'un système de processeur sur puce (SoC) à un ou plusieurs systèmes de contrôle de la tension PMIC (circuits intégrés de gestion de l'énergie). Avec SPMI, les systèmes peuvent ajuster dynamiquement les tensions d'alimentation et de polarisation du substrat des plages de tension au sein du SoC à l'aide d'un seul bus SPMI.
Pour minimiser la consommation d'énergie des processeurs numériques dans les appareils électroniques portables, les développeurs de systèmes et de circuits intégrés utilisent des techniques avancées de gestion de l'énergie.
Des techniques matérielles et logicielles avancées sont utilisées pour :
- Surveiller et contrôler avec précision le niveau de puissance du processeur nécessaire pour une charge de travail ou une application spécifique.
- Contrôler différentes tensions d'alimentation basées sur le niveau de performance La mise à disposition rapide de telles techniques avancées de gestion de l'énergie nécessite une standardisation de l'interface. Cette spécification SPMI (System Power Management Interface) s'occupe de la standardisation de l'interface matérielle.
Comment fonctionne le SPMI ?
Au sein du SoC-PC, les fonctions liées au SPMI sont appelées "maître". Au sein du PMIC, les fonctions liées au SPMI sont appelées "esclaves". Jusqu'à 4 maîtres et jusqu'à 16 esclaves peuvent être connectés au système. Plusieurs maîtres et esclaves peuvent se trouver sur un seul CI, sur plusieurs CI ou sur n'importe quelle combinaison des deux.
Quels sont les avantages de SPMI ?
SPMI offre un large éventail d'applications réparties dans les secteurs qui ont besoin d'une meilleure gestion de l'énergie. SPMI est utilisé dans les smartphones, les wearables et autres appareils électroniques portables. Les smartphones et les wearables utilisent SPMI pour contrôler les performances des capteurs. Les smartphones haut de gamme ont déjà plusieurs appareils dans leur conception et peuvent nécessiter jusqu'à 20 lignes de signaux. Chacune de ces broches avec des broches d'alimentation indépendantes peut causer des problèmes. De la même manière, la plupart des appareils électroniques portables auraient besoin d'une interface de gestion de l'énergie afin d'optimiser la consommation d'énergie et de réduire le nombre de broches. Cela nécessite pour l'interface de gestion d'énergie avancée standardisée.
Quelles sont les fonctions de SPMI ?
SPMI est une interface sérielle à deux fils pour la gestion avancée de l'énergie, qui relie le régulateur de puissance intégré du système de processeur SoC à un ou plusieurs systèmes de régulation de la tension pour les circuits intégrés de gestion de la puissance (PMIC). Les deux lignes bidirectionnelles représentent SDATA & SCLK. SDATA est une ligne de données bidirectionnelle et SCLK est contrôlé par le maître.
Le protocole SPMI dispose des fonctions suivantes
- Arbitrage du bus est le processus par lequel le bus doit être attribué à un maître ou à un esclave capable de faire une demande parmi les appareils qui peuvent demander simultanément l'envoi d'une séquence de commandes sur le bus.
- Connexion et déconnexion du maître - un processus par lequel un maître peut se connecter et se déconnecter d'un bus SPMI initialisé ou non
- Communication initiée par l'esclave - Un processus pour un Request Capable Slave (RCS) pour initier la communication avec le maître ou d'autres esclaves.
- Il existe deux classes d'appareils SPMI définies :
- Haute vitesse (HS) : 32 kHz à 26 MHz avec une charge allant jusqu'à 50 pF
- Basse vitesse (LS) : 32 kHz à 15 MHz avec une charge de 50 pF maximum
- ACK / NACK pour une communication robuste.
Séquences de commande SPMI
Les épisodes doivent appartenir aux cinq années suivantes, qui sont, dans l'ordre, les suivantes :
- Arbitrage du bus
- transmission de la condition de début de séquence (SSC)
- Commande de trames et une ou plusieurs trames de données)
- transmission de ACK / NACK pour les séquences de commandes.
- Transport d'un cycle de parcage de bus
Les quatre derniers événements SSC, cadre de commande / données, ACK / NACK & cycle de parcage de bus forment ensemble la séquence de commande. La spécification SPMI appelle toutes les séquences d'instructions sur l'interface sous des bits réglementaires.
La condition de début de séquence doit être une condition possibleeige pour le bus, qui reste par un flanc montant d'un flanc descendant à une gestion SDATA, un SCLK sur un niveau logiquement connecté. Le SSC est utilisé par un esclave ou un maître pour obtenir le début d'une séquence de commandes. SDATA est mis par le bus - propriétaire principal à un niveau logique d'une période prise pour un SCLK, puis au niveau logique 0 - pour une période SCLK int, le SCLK appartient au niveau logique zéro.
le cadre de commande se compose de 13 bits avec un champ d'adresse de 4 bits, un champ de commande de 8 bits et un bit de parité propre.
Les cadres de données et d'adresses sont composés de 9 bits avec 8 bits de données ou d'adresse et un seul bit de parité.
Pas de cadre de réponse d'une longueur de 9 bits s'il s'agit d'un cadre de données, ou de 13 bits s'il s'agit d'un cadre d'instructions.
Arbitrage du bus SPMI
L'arbitrage du bus est utilisé pour déterminer l'accès au bus pour le maître / s ou l'esclave / s. Le maître propriétaire du bus surveille l'arbitrage et détermine qui aura accès au bus. Les différents niveaux d'arbitrage du bus sont affichés après la demande d'arbitrage dans l'ordre indiqué dans l'illustration suivante.
Tester le protocole SPMI
La structure de test typique pour tester le maître ou l'esclave est la suivante. Le DUT SPMI peut être un maître primaire SPMI, un maître secondaire, un esclave à la demande ou un esclave non à la demande. Le logiciel exécuté sur l'ordinateur hôte permet à l'utilisateur de configurer l'appareil soit en tant que maître, soit en tant qu'esclave, en fonction des exigences dans l'objet testé, en choisissant la sélection correspondante.
Analyseur de protocole SPMI
PGY-SPMI-EX-PD est l'outil de pointe qui permet aux concepteurs et aux ingénieurs de test de tester les conceptions SPMI par rapport à leurs spécifications en configurant PGY-SPMI-EX-ED comme maître / esclave et en générant le trafic SPMI avec une variation temporelle et une capacité d'injection d'erreurs, et en décodant les paquets de protocole SPMI.