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现代消费电子设计中的硬件智能复位方案

2022-08-16 02:07:45

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  1 引言

  随着大量新兴数据业务的应用,智能手机和平板电脑功耗水平大幅度提高,导致待机时间也大幅度缩短。为了能否延伸待机时间,内置电池的设计变得越来越普及。在内置电池设计的智能手机和平板电脑中,如何进行系统的硬件复位呢?本文介绍了一种硬件智能复位的解决方案,不仅可以在智能手机和平板电脑设计中实现双键长按的智能复位,还可以实现在智能手机和平板电脑中流行的单键开/关机和复位的智能方案。

  2 智能手机和平板电脑应用平台的开/关机和复位的机制和隐患

  在当今智能手机和平板电脑的主流平台中,通常都存在应用处理器(ApplicaTIon Process / Baseband, 下简称AP)加电源管理芯片(Power Management Unit, 下简称PMU)的架构,如图1所示。

  

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  图1. 智能手机和平板电脑中AP + PMU的硬件架构

  在这种硬件架构中,在PMU上设置有一个电源开关管脚与一个机身上的一个机械开关相连(下简称Power_Key)。

  当手机处于关机状态的时候,按下Power_Key将PMU的电源开关管脚拉到地,将启动PMU上电过程:PMU启动LDO为AP供电,同时发出硬件复位信号给AP,当AP软件系统启动完毕后,回送一个PS_HOLD信号将PMU的PS_HOLD管脚拉高,并且在工作状态一直维持为高电平;如果在一定的时间内(Tpshold时间),AP没有能将PS_HOLD管脚拉高,则表明AP启动失败,PMU自动进行下电过程。通常要求Power_Key和PS_HOLD信号之间存在一定的关系,即Power_Key信号必须保持为低电平直至PS_HOLD信号被AP驱动为高,如图2所示。这是因为,如果发生了AP上电初始化失败而没能在设置的时间Tpshold内将PS_HOLD信号拉高,Power_Key仍然维持为低能够确保PMU将被触发再一次上电过程,从而确保上电成功。

  

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  图2. PMU的Power_Key和PS_HOLD信号的时序关系

  当手机处于开机状态的时候,按下Power_Key将PMU的电源开关管脚拉到地,PMU将发送中断给AP,AP将根据中断请求进行响应,将PS_HOLD管脚拉到地,PMU自动进行下电过程。

  在这个机制中,存在一个显见的隐患:当AP的系统软件卡机的时候,它将无法响应PMU发送的下电中断请求,也就无法进行关机或复位操作了。可能的解决方法如下:在PMU的PS_HOLD管脚输入端设置一个按键开关S1,当S1被按下,PS_HOLD信号被拉低到地,触发PMU的下电过程,如图3所示。

  

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