手机中的功耗设计介绍（一）

最近在找新工作，对某大厂的功耗工程师的职位比较感兴趣。于是整理一下网络上查到的和之前基带工作中与功耗相关的知识。

不同的公司可能会有不同的责任划分，上份工作，硬件部分的功耗是由基带负责。主要接触到的是整机的关机漏电流，待机底电流，其他场景下的电流我们一般不管，有软件来负责。

设计初期

在产品设计研发的初期，基带在功耗方面的考虑主要是和温升工程师对接，分为两种：合理优化摆件和控制电源路径DC阻抗。

优化摆件

大的发热器件之间要有一定的距离。如SOC 充电IC PMU 等芯片上方会导入导热胶，在主芯片的屏蔽罩上也会特散热铜箔来控制温升。

电源路径DC阻抗

主要是充电路径上的直流阻抗，分为Vbus和Vbat。

Vbus

从充电TypeC口到充电IC的Vbus引脚，其中会经过小板PCB走线，磁珠（预防解决RE CE问题），USB FPC,BTB连接器，主板OVP MOS或OVP芯片，主板PCB走线。需要理论计算和实际利用灌电流的方法来确定路径中的阻抗。

Vbat

从充电IC的Vbat引脚输出，PCB走线，到主板BTB连接器，经过电池保护板，一直到电池包的阻抗，都要计算在内。

回板之后

在发板回来之后，首先研发的摸底测试中有包括关机漏电和待机底电流的测试。

关机漏电

关机漏电相对应的是SHIPPING mode漏电（某些情况下，比如机器在出货发给用户之前，会进入shipping mode进一步降低功耗，防止用户拿到手的机器是没电的机器。shipping mode的原理是将vbat连接到vsys的mos关断，使于vsys连接的引脚从根源上避免了漏电。而正常关机时，Vsys依旧是和vbat相连的，所以关机漏电流会比shipping mode时大一些。）

首先机器关机，扣下电池连接器，扣上假电池，用程控电源供电4V左右，电流显示模式改为AUTO或者0.02A档，稍等片刻后，可以在程控电源液晶显示屏上看到大概的漏电流，一般都是在200uA之内。稍讲究一点的话，可以用GPIB接口转USB接到电脑中，利用上位机查看实时的电流曲线。

出现的问题

关机漏电出现过的问题大多数是由于下电时序，或者芯片内部问题引发。如下电时序不对，某些芯片无法进入睡眠模式，依然处于待机状态。某些芯片在I2C下电之后不会默认进入睡眠模式。

定位办法通常有两种：1、拆解漏电流（将外围芯片依次拆下，测量漏电流是否正常，直到定位到漏电芯片。）2、利用万用表或示波器看漏电过大和正常机器的各信号电压差异。

目前遇到的问题主要有PD芯片，一些外部sensor等。如果是涉及到平台芯片的话，需要测试上下电时序，是否如平台规格书描述一致。

待机底电流

待机底电流通常和使用的平台和memory的大小相关。memory容量越大，底电流的值通常也会越大。通常需要打开飞行模式，关闭蓝牙WIFI,关闭屏幕双击唤醒，静置手机，待黑屏后2min，开始计算待机底电流。

出现的问题主要是因为软件方面的优化不及时，一些不必要打开的外设，在待机后依旧会时不时跳出来。除此之外，还发现有假电池本身的漏电问题和测试手法的问题，这些都需要在问题报出之后，依项排查。

在初次面试之后，感觉面试官对我目前的知识经验水平不太满意，手机中的功耗控制并不仅仅是这几个电流的控制。从产品的角度来看，功耗控制是为了让手机使用时间更加长久，让系统更加“高效，低碳，环保”。即在需要的时候做需要的事，在不需要的时候不做事。

从几个角度思考，手机功耗的优化分硬件优化和软件优化。硬件上要做的就是，在各种场景下，满足最大电流的同时，尽可能减少电路中的损耗，增加电路效率。比如利用开关电源代替LDO,用可控的电源轨代替不可控的电源轨。还看到有比较新奇的做法，在屏幕长时间处于单一界面时，如熄屏显示，可以硬件上加一颗rom，由屏幕直接读取内容显示，而无需经过SOC和大的memory内存处理，这样可以节省屏幕刷新和SOC系统不断唤醒的功耗。

上网查询到一些资料，增加了我对手机功耗的认知。

如以下几篇文章：

手机功耗基础介绍_duanyanggang的博客-CSDN博客_手机功耗

好专业，作为研发人员，确实还是要懂一些软件log定位方法和分析方法。这样的确能减少沟通花费的时间。我也能一解内心”怎么log什么都看得到，怎么log这个问题出现都看不到“的疑惑。