視覺系統現已集成到各種產品中。視頻信號的處理通常由需要多個電源軌的專用IC執行，最好由電源管理IC提供。本文討論視覺系統和PMIC應用。

捕獲圖像已成為許多日常和不太常見的應用不可或缺的一部分，從車載攝像頭到制造檢查，再到無人機添加用于機器學習以及面部和手勢識別的人工智能。根據分析師MarketsandMarkets的數據，到2024年，對視頻處理電子產品的需求預計將以18.7%的復合年增長率增長，達到3.2B美元左右，其中安全和監控預計將具有最高的增長率。

視頻系統本身的傳感器，無論是CCD還是CMOS，已經成為微型商品，可以低成本和低功耗，特別是CMOS類型。然而，處理視頻輸出通常是一項復雜的操作，并且越來越多地在相機內或使用點完成。例如，無線機器視覺系統可以利用“邊緣計算”在本地處理數據，從而為執行器提供更快的響應，減輕集中計算的負擔，并以更少的無線傳輸周期降低本地功耗。同樣，在快速擴大的監控無人機市場中，本地視頻信號處理對于向導航系統提供直接反饋以進行地形分析并避免碰撞是必要的。在這個特定的例子中，小尺寸、低重量和最小的功耗對于最大化機載電池的可用飛行時間至關重要。

視覺處理器 IC 需要多個電源軌

對于最簡單的應用，視覺處理器（通常是“片上系統”）可能僅消耗約0.5 W，但仍需要多個電壓軌，并具有自己的上電/關序要求。這些電源軌的電壓范圍通常為 3.3 V 至 1 VDC 以下，用于內核、I/O、模擬、存儲器、內務管理和連接功能。圖 1 顯示了示例視覺處理器 IC 的電源軌。具有 8 K 質量視頻、復雜高速功能以及多核、擴展接口選項、調試設施、顯示控制器和 ASIL 安全性等特性的全功能視覺處理器芯片，適用于汽車應用，將消耗更高的功率并需要更多電源軌。這些應用需要板載電源管理技術，例如動態電壓和時鐘頻率縮放以及多種空閑、“睡眠”和“深度睡眠”模式，以最大限度地延長電池壽命和飛行時間。

圖1.典型的視覺處理器“片上系統”電源軌

所需的電壓軌由本地單節鋰離子電池供電，必須高效實現電源轉換，以實現最長的電池運行時間。實現這些目標的最佳解決方案是電源管理 IC （PMIC），它將多個可編程和可配置的 DC-DC 轉換器與遠程配置和控制集成在一起，以實現初始設置、動態電壓調節和排序。功能齊全的PMIC的一個典型例子是Qorvo的ACT88760。ACT88760非常適合視頻處理應用，但它也可以為各種處理器，FPGA，可穿戴設備，外設和微控制器供電（圖2）。

圖2.適用于視頻處理器IC的電源管理IC

ACT88760設計用于2.6至5.8V輸入，匹配單個鋰離子或鋰聚合物電池電壓，并具有七個降壓轉換器，額定電流為2 A至4 A。 降壓對可在雙相模式下工作，輸出為8 A，每個降壓轉換器可在0.5 V至3.8 V范圍內編程。 包括六個低壓差（LDO）線性穩壓器， 其中兩個可配置為低電阻負載開關。此外，十個通用I/O （GPIO）引腳可配置為各種系統功能，也可以通過I2C接口訪問。配置包括改變輸出電壓、啟動時間、輸出壓擺率、系統級排序、開關頻率、休眠模式和其他工作模式。ACT88760是一個集成轉換器，只需要幾個外部元件。Qorvo設計了具有2.25 MHz開關頻率的ACT88760，以最大限度地提高負載瞬態響應并最小化外部組件尺寸。在深度睡眠模式下，PMIC 靜態電流僅為 65 μA，啟用單個 LDO 穩壓器以保持系統“活動”，但隨時響應“喚醒呼叫”。禁用所有穩壓器時，靜態電流僅為10 μA。ACT88760采用微型81引腳3.85 x 3.85 mm WLCSP封裝，適合空間最受限的應用。該器件由 Qorvo ActiveCiPS 加密狗提供支持，該加密狗與器件評估板配合使用，允許用戶通過直觀的 GUI 進行監控和配置，無需任何特殊固件或軟件。為特定最終產品選擇默認參數后，用戶可以將配置上傳到 Qorvo，然后由 Qorvo 運送具有所需功能的預編程部件。

用于電池充電控制的PMIC

對于某些電池供電的視頻應用，需要電池充電控制，這也可以在Qorvo ACT81460等PMIC中實現。該器件適用于低功耗家庭安全攝像頭應用，具有兩個0.4 A降壓穩壓器、一個降壓-升壓穩壓器、一個升壓穩壓器和三個LDO，每個LDO的額定電流為100 mA。所有輸出均具有可編程電壓和啟動/關斷特性。PMIC 包括一個 0.8 A 線性電池充電器，具有全面的充電控制模式：涓流、預調節和快速充電，具體取決于電池充電狀態。在禁用開關穩壓器但仍啟用內部監視器和基準電壓源的情況下，電池負載可低至2.1 μA。它提供四個 GPIO 和一個 I2C 接口，用于監測和控制，包括動態電壓調節。該器件采用4 V至5.5 V輸入供電，電池電壓范圍為2.7 V至4.5 V。與ACT88760一樣，輸出可以通過I2C接口進行排序和啟用，并使用ActiveCiPS加密狗進行配置。實現低功耗模式，包括“睡眠”和“深度睡眠”，即使啟用六個穩壓器和三個負載開關，靜態電流也僅為6 μA。

PMIC是視覺處理器和SoM的理想伴侶，其中需要多個嚴格調節的電壓軌，具有排序和主動控制功能，以最大限度地減少終端負載和PMIC本身的損耗。作為獎勵，可以預先配置和遠程控制的標準PMIC，例如來自Qorvo的PMIC，可用于多種應用，從而節省采購量和庫存成本。
審核編輯：陳陳