在这一方程中:
C = 被驱动链路的有效负载电容
V = 显示信号的电压幅度
FCLK = 显示数据通道带宽
AFACTOR = 显示信号的有效活动因子 (数据位电平转换的平均速率)
NBITS = 显示通道数据位宽
图3:动态功率计算
在这些参数中,除C和AFACTOR之外大多数已在本文中讨论过,C与系统相关,就并行方案而言,C可取值80pF来估算包括PCB走线,柔性连接器、FPCB、ESD/EMI部件以及显示驱动电路输入负载在内的典型应用。而AFACTOR与数据相关,并随应用的不同而存在很大的差异,但在本计算中,则假设为50%。
使用这些参数以及图3的方程,根据下面的参数计算出并行方案的功耗为29mW。
C = 80pf
V = 2.7V
Fclk = 8MHz
Afactor = 50%
Nbits = 24
对于串行方案,功耗计算稍有不同。这里采用的方法是同时计算BP驱动串化器的功耗,以及解串器驱动显示驱动电路的功耗。
按照下面的参数,BP驱动串化器的功耗为0.5mW。
C=3pf
V=1.8V
Fclk=8MHz
Afactor=50%
Nbits=24
由此可见,由于BP输出负载减小,因而可降低BP IO的电压和驱动电流,从而大幅降低功耗。
使用同样的方法,按以下参数计算出解串器驱动显示驱动电路的功耗为14.5mW。
C=40pf
V=2.7V
Fclk=8MHz
Afactor=50%
Nbits=24
按此计算,本例的功率转折点为14mW,即并行功耗和串行方案的并行部分功耗之差。这个功率转折点决定了串行链路功耗达到平衡的阈值。对于本例,目前的串行方案的功耗指标为20mW以下。这意味着增加串行化处理的设计功耗仅增加6mW以下。如果进一步降低功耗,例如取消并行方案中常用的一些无源部件,串行方案便能够真正达到功率转折点。
通过精细地实施串行化,可以进一步降低显示数据路径的功耗,从而提高功率转折点,这可包括取消一些EMI部件,以及显示数据路径上的ESD保护器件,因为在串行方案中,串化器和解串器对可为BP和显示驱动电路提供抵御 FPCB 上电流瞬变的ESD保护。
串行方案进一步降低功耗的另一个途径,是将解串器集成到显示驱动电路中,目前已采用于某些应用。这样就可以大大降低解串器的大电容负载,从而进一步降低功耗。即便在未集成解串器的应用中,仍然可让解串器靠近显示驱动电路,从而减小数据通道走线的长度和负载,进而降低功耗。
总结:
串行化技术已越来越多地应用到当今的手机设计中。串行化技术主要用于节省空间,但人们往往认为这会大幅增加系统功耗。本文消除了这种疑虑,并阐明了串行化技术实际降低功耗的原理。目前的串行化解决方案正在缩小串行功耗与功率转折点间的差距。这意味着,除串行化技术给设计带来的其它好处之外,串行解决方案的链路功耗能够降低,因而整个系统的功耗得以降低。