利用驱动器IC及输入检测机制来降低能耗设计方案

摘要：  利用驱动器IC及输入检测机制来降低能耗设计方案

关键字：  驱动器，  降低能耗，  芯片组

空间及成本限制一直是消费性电子设计的重要因素，如此才可令进入市场的产品造型优美诱人，且提供对公众具有吸引力的价格竞争优势。除了满足此两项要求，对环境的影响也越来越受关注，这表示能耗已经成为设计工程师的重要考虑因素。美国“能源之星”(Energy Start) 指令已经作出的最新变化彰显了此项事实。

如今，大多数视频娱乐系统仍要求模拟视频信号。最常用的就是单通道组合视频消隐同步(CVBS)信号，常见于视频输出接口，用于维持标准分辨率功能作为备份输出。通常情况下，1080i高分辨率(HD)模拟视频内容需要3通道YPbPr信号。为了遵从“能源之星”指令，任何DVD/蓝光播放器或机顶盒(STB)在休眠模式下的能耗必须低于1 W，详见图1.

视频信号检测

服务机顶盒及DVD/蓝光播放器市场的半导体供货商面临重要的节能挑战，为帮助系统在进入休眠模式时降低能耗。在此模式下，芯片组一定比例的功能区块被关闭，包括集成的视频数字至模拟转换器(DAC)。因此，就不再有信号通过视频驱动器。同时，芯片组的其它功能区块仍然满负荷工作并消耗电能。由于这些功能区块采用跟视频驱动器相同的电源线路供电，实际上就要求额外的控制以激活/关闭这些驱动器。因此，如果设计中没有“启用(enable)”逻辑，能耗仍将高得不可接受。

因此，市场明显需要能够在输入端自动检测视频信号是否存在的视频驱动器，这样就不需要外部控制来导通或关闭驱动器。然而，这里需要解决的关键问题是：视频驱动器经历多长时间后才会从休眠模式下重新恢复工作--视频驱动器能否足够快地启动来确保维持图像完整性?若不具备此种可能性，就会有损观看者的体验。

负载检测

除了通过视频驱动器自动检测视频信号来节能，还有其它领域可以实现显着节能。让芯片组来检测专门用于模拟视频通道的RCA连接器上有否连接电视，已被证实成本高昂且困难，特别是在视频驱动器的输出需要交流耦合的情况下。某些原设备制造商(OEM)已研究使用机械式方案来解决此问题--在插入线缆时触发一个开关，但此举同样被证明成本过高。将负载检测功能集成在视频驱动器中的可能性同样将对完成设计过程具有明显优势。

安森美半导体推出的NCS2584 4通道视频驱动器IC(如图2所示)能够自动检测其输入端是否存在视频信号，且能够在存在或不存在输入信号时分别导通或关闭各个驱动器通道。此驱动器已经应用信号检测区块知识产权(IP)(正待批专利)，此IP管理时序，在芯片组离开休眠模式时使其再次足够快的恢复工作，避免任何同步损耗。

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当电视未插入CVBS和/或YPbPr通道时，驱动器组件进入低电流关闭模式，消耗的电流低于10μA.另一方面，在电视插入到模拟通道时，驱动器就可以识别到电视存在。然后，它就验证输入信号是否工作。如果没有信号工作，组件就等待输入视频信号唤醒系统。表1对此进行了详细描述。

在比标准分辨率线路时长(即63.556 μs)长的周期内，驱动器以不足2 μs的时间检测输入信号后自动重启，因而没有图像损耗。此外，它集成的负载检测电路菜单示，即便在视频娱乐系统的常规工作期间，驱动器也可以管理自己的能耗，并将能量损耗降至最低。因此，芯片组无须管理检测电视连接是否存在，因而简化芯片组代码及降低功率耗散。此外，由于驱动器不限定于任何特定芯片组，凭借能够完全自主管理输出负载检测，指定使用此驱动器就给工程师提供更高的设计弹性。

结论

现正在兴起的最新世代模拟视频驱动器组件需要配合“能源之星”项目规定的节能要求。通过使用某些驱动器IC提供的内嵌式检测功能，工程师毋需担心如何提供其设计在模拟视频输出方面的能效。通过在驱动器本身中集成视频信号检测及负载状态监控等更多功能，将可简化驱动机制的控制，并限制系统的总体能耗。