JP2016515318A - 動的電力管理制御 - Google Patents
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Abstract
Description
[0004]モバイル無線電話のような電子デバイスは、電力管理集積回路(PMIC)のような電力管理モジュールを含みうる。PMICは、電子デバイス内で、その所要電力に応じて、電力供給装置から電力を受け、1つ以上のモジュール(たとえば、無線周波数集積回路(RFIC))に、調整された電力を供給するよう構成されうる。
[0005]RFIC内の位相同期ループ(PLL)は、一般に、電源ノイズに対して非常に敏感である。これは、RF性能パラメータの低下という結果になりうる。従来、RFICを供給する1つ以上の低ドロップアウトレギュレータ(LDO)のヘッドルーム電圧のようなPMIC設定は、最悪の場合の無線周波数(RF)環境が、1つ以上のLDOが切り替えモード電力供給装置(SMPS)からのノイズおよび刺激を十分に抑制することができるように十分高く静的に設定される。しかしながら、最悪の場合のRF環境のためのLDOヘッドルーム電圧またはその他のレギュレータ設定を静的に設定することは、RFの条件が改善した時に、結果として無駄な電力となる。過剰なヘッドルーム電圧によるパワーペナルティは、SMPSから副調整するその他のLDOにおける無駄な電力によりさらに増大される。
[0006]電子デバイスの電力効率を改善する必要がある。より具体的には、少なくとも1つのRF条件に基づき少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することに関する実施形態の必要がある。
[0013]電力管理モジュール102は、バッテリ110と複数の低ドロップアウト(LDO)レギュレータLDO1−LDONとの間に接続された切り替えモード電力供給装置(SMPS)112を含む。 SMPS112は、バッテリ110から電圧を受け、出力電圧VOUTを低ドロップアウトレギュレータLDO1−LDONのそれぞれに伝達するよう構成される。当業者には当然のことであるが、出力電圧VOUTは、RFモジュール106の位相同期ループ(PLL)120に接続された低ドロップアウトレギュレータLDO1に要求されるヘッドルーム電圧VHRに依存する。
[0018]ここに記載したように、典型的な実施形態は、1つ以上のRF条件に基づく1つ以上の電力設定を動的に調整することに関する実施形態に向けられる。1つの典型的な実施形態によれば、デバイスは電力管理モジュールおよびその電力管理モジュールに接続された無線周波数(RF)モジュールを含んでもよい。デバイスは、さらに、電力管理モジュール及びRFモジュールのそれぞれに接続され、1つ以上のRF条件に基づき電力管理モジュールの少なくとも1つの設定を動的に調整するよう構成されたデジタルモジュールを含んでもよい。
[0019]別の典型的な実施形態によれば、本発明は、電子デバイスの電力効率を最適化する方法を含む。そのような方法の様々の実施形態は、1つ以上の無線周波数(RF)条件を受けること、およびその1つ以上のRF条件に基づき少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することを含んでもよい。本願の開示のさらに別の典型的な実施形態は、プロセッサにより実行されるとき、ここに記載された1つ以上の実施形態に従う命令をプロセッサに実行させる命令を保存したコンピュータ可読媒体記憶装置を含む。
[0022]電力管理モジュール202は、複数の低ドロップアウトレギュレータLDO1−LDONに接続された切り替えモード電力供給装置(SMPS)212を含む。図2に例示するように、SMPS212は、出力電圧VOUTを低ドロップアウトレギュレータLDO1−LDONのそれぞれに伝達するよう構成される。前述のように、SMPS212の出力電圧VOUTは、RFモジュール206のPLL120に接続された低ドロップアウトレギュレータLDO1に要求されるヘッドルーム電圧VHRに依存しうる。
[0023]RFモジュール206は、 位相同期ループ(PLL)120を含み、PLL120は、低ドロップアウトレギュレータLDO1から供給電圧VDDを受けるよう構成されている。PLL220は、当業者には当然のことであるが、さらに、ミキサ124に信号を伝達するよう構成されている。RFモジュール206は、さらに、RFチャンネル108とアンテナ109とを介して信号を受信するよう構成されたレシーバフロントエンド(receiver front-end: RFE)122を含む。RFE122は、受信した信号をミキサ124に伝達するよう構成され、ミキサ124は、その信号をダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号をアナログデジタルコンバータ(ADC)126に伝達する。アナログ信号を受信すると、ADC126は、そのアナログ信号をデジタル信号に変換することができ、そのデジタル信号をデジタルモジュール204のモデム228に伝達することができる。モデム228は、デバイス200のRF条件に関する様々なパラメータに関する情報を含んでもよいし、またはその情報を受けるように構成されていてもよいということを指摘しておく。たとえば、モデム228は、デバイス200のビットエラーレート(BER)、デバイス200の受信信号強度インジケータ(RSSI)、デバイス200のエラーベクトル振幅(EVM)、またはこれらの組み合わせに関するRF情報を含んでもよい。
[0027]デバイス200のさらに別の予定動作の間、SMPS212の1つ以上の制御回路は、初期構成に設定されてもよい。たとえば、SMPS212の1つ以上の制御回路は、当初、最悪の場合のRF条件用の高電力モードに設定されてもよい。さらに、モデム228は、デバイス200の現在のRF条件(たとえば、BER、RSSI、および/またはEVM)に関する情報(たとえば、パラメータ)をアルゴリズムユニット230に伝達してもよい。それに応答して、アルゴリズムユニット230は、1つ以上の制御回路の設定を動的に調整するために、SMPS212に制御信号を伝達してもよい。 たとえば、デバイス200のRF条件が改善した場合(すなわち、しきい値を超えて)、アルゴリズムユニット230は、1つ以上の制御回路を低電力モードに動的に設定するために、SMPS212に制御信号を伝達してもよい。別の例として、たとえば、デバイス200のRF条件が悪化した場合(すなわち、しきい値を超えて)、アルゴリズムユニット230は、1つ以上の制御回路を高電力モードに動的に設定するために、SMPS212に制御信号を伝達してもよい。
[0028]したがって、本発明の典型的な実施形態によれば、デバイス200は、電力最適化ループを含んでもよく、電力最適化ループは1つ以上のRF条件に関する情報を受け、それに応答して、1つ以上の電力設定を調整する制御信号を伝達するよう構成されたアルゴリズムユニットを含む。1つの典型的な実施形態によれば、電力最適化ループは、ここに記載したように、RF性能への影響を確実に最小限にするためにスローアタックレート(slow attack rate)およびクイックバックオフレート(quick back-off rate)を有していてもよいということを指摘しておく。より具体的には、RF条件が改善している時、デバイス200の電力効率をゆっくりと改善するように、電力管理モジュール202の1つ以上の電力最適化設定(たとえば、ヘッドルーム電圧VHR)は、ゆっくりと変更されてもよい。さらに、RF条件が悪化している時、デバイス200の電力消費をゆっくりと増加するように、電力管理モジュール202の1つ以上の電力最適化設定(たとえば、ヘッドルーム電圧VHR)は、ゆっくりと変更されてもよい。さらに、前記に指摘したように、関連したトランシーバが積極的に発信または送信していない時、ピークEVMが低下しないように、電力最適化設定を調整することができる。また、電力最適化設定は選択可能な単位で調整されうる(たとえば、ヘッドルーム電圧VHRは12.5mV単位で調整されうる)ため、電力は、ほとんどいかなるRF条件においても節約することができる。
[0029]図3は、無線通信デバイス300のブロック図である。この典型的な設計において、無線通信デバイス300は、デジタルモジュール204、トランシーバ320、および電力管理モジュール202を含む。デジタルモジュール204は、アルゴリズムユニット230およびモデム228に加えて、メモリ235を含んでもよい。メモリ235は、アルゴリズムユニット230の外部に描かれているが、アルゴリズムユニット230がメモリ235を含んでもよいということを指摘しておく。さらに、アルゴリズムユニット230および/またはメモリ235は、無線通信デバイス300(たとえば、無線通信デバイス300のプロセッサ)により読み出し及び実行される時、本発明の実施形態を実行および/または使用するために必要なステップを無線通信デバイス300に実行させることができる命令を含んでもよい。
[0037]ここに開示された典型的な実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいはここに説明された機能を実行するように設計されるこれらの任意の組み合わせで、実現または実行されうる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでありうるが、代替において、このプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン(state machine)でありうる。プロセッサはまた、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した1つ以上のマイクロプロセッサ、あるいはその他任意のこのような構成である、コンピューティングデバイスの組み合わせとして実現されうる。
[0038]1つ以上の典型的な実施形態では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実現されうる。ソフトウェアで実現される場合、これら機能は、コンピュータ可読媒体上で、1つ以上の命令またはコードとして送信または記憶されうる。コンピュータ可読媒体は、1つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体とコンピュータ記憶媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能な媒体でありうる。限定ではなく例として、このようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM(登録商標)、CD-ROMまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、あるいは、データ構造または命令の形式で所望のプログラムコードを記憶または伝送するために使用可能であり、かつコンピュータによってアクセスされうるその他任意の媒体を備えうる。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と厳密には称されうる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線、電波、およびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、またはその他の遠隔ソースから送信される場合には、この同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、電波、およびマイクロ波のような無線技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用される場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多目的ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスクおよびブルーレイ(登録商標)ディスクを含み、ここでディスク(disks)は、通常磁気的にデータを再生し、一方ディスク(discs)は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読取可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
Claims (20)
- 電力管理モジュールと、
前記電力管理モジュールに接続された無線周波数(RF)モジュールと、
前記電力管理モジュール及び前記RFモジュールのそれぞれに接続され、1つ以上のRF条件に基づき前記電力管理モジュールの少なくとも1つの設定を動的に調整するよう構成されたデジタルモジュールと、
を含むデバイス。 - 前記電力管理モジュールは、電力管理集積回路(PMIC)を含み、前記RFモジュールは、無線周波数集積回路(RFIC)を含み、前記デジタルモジュールは、デジタル集積回路を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記1つ以上のパラメータは、受信信号強度インジケータ(RSSI)、エラーベクトル振幅(EVM)およびビットエラーレート(BER)のうち1つ以上を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの設定は、ヘッドルーム電圧を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記デジタルモジュールは、前記ヘッドルーム電圧を漸進的に調整するよう構成されている、請求項4に記載のデバイス。
- 前記デジタルモジュールは、前記ヘッドルーム電圧を12.5ミリボルト単位で動的に調整するよう構成されている、請求項4に記載のデバイス。
- 前記デジタルモジュールは、前記1つ以上のRF条件が改善している間は、前記少なくとも1つの設定を第1の速度で動的に調整し、前記1つ以上のRF条件が悪化している間は、第2のより速い速度で動的に調整するよう構成されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記デジタルモジュールは、前記少なくとも1つの設定を複数の調整速度のうちの1つで動的に調整するよう構成されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記デジタル集積回路は、前記少なくとも1つの設定を前記1つ以上のRF条件に基づく動作の間、実質的に連続して動的に調整するよう構成されている、請求項1に記載のデバイス。
- 1つ以上の無線周波数(RF)条件を受けることと、
前記1つ以上のRF条件に基づいて少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することと、
を含む方法。 - 前記1つ以上のRF条件を受けることは、デジタル集積回路のモデムから前記1つ以上のRF条件を受けることを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの設定を動的に調整することは、前記1つ以上のRF条件に基づいて電力管理集積回路(PMIC)の前記少なくとも1つの設定を動的に調整するために、デジタル集積回路から制御信号を前記PMICに伝達することを含む、請求項10に記載の方法。
- 1つ以上のRF条件を受けることは、受信信号強度インジケータ(RSSI)、エラーベクトル振幅(EVM)およびビットエラーレート(BER)のうち少なくとも1つを受けることを含む、請求項10に記載の方法。
- 少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することは、電力管理モジュールのヘッドルーム電圧、前記電力管理モジュールのスイッチング周波数、および前記電力管理モジュールの制御回路構成のうち少なくとも1つを動的に調整することを含む、請求項10に記載の方法。
- 少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することは、低ドロップアウト(LDO)レギュレータのヘッドルーム電圧を漸進的に調整することを含む、請求項10に記載の方法。
- 少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することは、切り替えモード電力供給装置の出力電圧を調整することを含む、請求項10に記載の方法。
- プロセッサにより実行されるとき、プロセッサに
1つ以上の無線周波数(RF)条件を受けることと、
前記1つ以上のRF条件に基づいて少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整することと
を含む命令を実行させる命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体。 - 1つ以上の無線周波数(RF)条件を受けるための手段と、
前記1つ以上のRF条件に基づいて少なくとも1つの電力管理設定を動的に調整するための手段と、
を含むデバイス。 - 前記受けるための手段は、受信信号強度インジケータ(RSSI)、エラーベクトル振幅(EVM)およびビットエラーレート(BER)のうち少なくとも1つを受けるための手段を含む、請求項18に記載のデバイス。
- 前記動的に調整するための手段は、電力管理モジュールのヘッドルーム電圧を動的に調整するための手段を含む、請求項18に記載のデバイス。
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