熱門ic37都有一個共同特點(diǎn)(例如rf、顯示驅(qū)動、安全媒體和電源管理)：它們都在極短的市場窗口內(nèi)運(yùn)作，并競相推出各種增值的差異化產(chǎn)品來點(diǎn)燃實(shí)際的增長。但是，它們也共享其它重要的屬性：具有許多應(yīng)用、更具有成本效益或通過集成小計數(shù)位(small bit-count)多次編程非易失性存儲器(nvm)而提高了性能。此外，嵌入式nvm對提高可制造性、縮短上市時間及提高產(chǎn)品質(zhì)量有所貢獻(xiàn)。很顯然，嵌入式nvm是這些競爭異常激烈的市場的主要競賽贏家。電源管理也不例外，但是，正如我們所看到的，普通的nvm卻做不到。

    轉(zhuǎn)向更為邏輯的nvm

    盡管當(dāng)今的設(shè)計工程師可以選擇多種nvm，但是，具有低成本、高性能和應(yīng)用靈活性的嵌入式nvm卻很少。對于某些應(yīng)用目標(biāo)，排除了許多選擇的可能性。例如，盡管傳統(tǒng)的激光熔絲可能適合于單一數(shù)字位，但是它們由工廠一次性編程，不能重復(fù)精確模擬修整，不能現(xiàn)場升級，也不具備可靠性。多次熔絲的缺點(diǎn)很多，相關(guān)文獻(xiàn)的介紹很詳盡。

    閃存是較好的選擇，但是，成本不低，其需要增加的工藝使制造這種nvm架構(gòu)的成本高達(dá)每晶圓幾百美元。另一方面，eeprom的應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長的時間，正因為如此，它比較便宜；但是它并不是你的選擇，當(dāng)你考慮選擇它的時候，發(fā)現(xiàn)它卻受制于較老的工藝技術(shù)，性能也受制到無法接受的低水平。至于較新的嵌入式eeprom的品種，與閃存類似，需要額外的掩模層和工藝步驟，因此，老一代技術(shù)的成本優(yōu)勢蕩然無存。

    在重要的熱門市場中的許多玩家已經(jīng)轉(zhuǎn)向采用以logic cmos工藝技術(shù)設(shè)計的nvm方案。logic cmos工藝技術(shù)不僅僅與電源管理之類的熱門市場應(yīng)用的cmos工藝目標(biāo)直接兼容，而且具有強(qiáng)大的高性能和低成本組合，使之完美地適用于嵌入式nvm。

    電源管理選項和折衷

    采用先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，能夠進(jìn)行極高水平的集成并實(shí)現(xiàn)低電壓工作，但是，為這些芯片提供電源管理卻面臨特殊的挑戰(zhàn)。對于高性能微處理器，電流需求呈指數(shù)增長，其發(fā)展甚至受到越來越快的時鐘速率的驅(qū)動。隨著處理器電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100a，在芯片級和系統(tǒng)級設(shè)計中，對精確、低噪聲電源及電源控制靈活性的需求已經(jīng)成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

    對于電源管理ic設(shè)計工程師來說，盡管成本已經(jīng)成為主要關(guān)注，可是終究要找到一個綜合考慮了設(shè)計架構(gòu)、裸片大小和工藝技術(shù)的聚合點(diǎn)，以設(shè)計出具有小計數(shù)位的nvm(典型值是512字節(jié))。在電源管理ic的情形下，較老的工藝技術(shù)(例如0.35um)肯定成本最低，但是，它們的性能也相當(dāng)?shù)停⑶胰狈︻I(lǐng)先的庫和知識產(chǎn)權(quán)(ip)的可用性，從而不能獲得競爭差異的優(yōu)勢。同樣，它們不能滿足侵略性和創(chuàng)新設(shè)計的目標(biāo)。

    一方面，領(lǐng)先的工藝技術(shù)(從90nm到60nm)在非常特殊的應(yīng)用中占有地位，這些工藝非常昂貴，更不要說針對這些工藝的長期設(shè)計計劃將需要同時冒風(fēng)險對重要的單元庫元件進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證(將需要冒著風(fēng)險采用許多未經(jīng)質(zhì)量認(rèn)證的重要單元庫元件)。因為最終的成本和對市場交貨時間的潛在沖擊，對于大多數(shù)應(yīng)用產(chǎn)品來說，此刻最好仔細(xì)地進(jìn)行設(shè)計。

    另一方面，0.25um邏輯cmos工藝(向下有0.18um和0.13um)容易滿足電源管理ic設(shè)計對成本、性能及庫可用性的目標(biāo)要求，這些技術(shù)既先進(jìn)且穩(wěn)定。此外，其普及程度高，具有競爭成本優(yōu)勢；同等重要的是可以利用經(jīng)過驗證的、符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(或即將被質(zhì)量認(rèn)證)的先進(jìn)nvm模塊。

    關(guān)于方程式的設(shè)計架構(gòu)側(cè)，在對參考電壓和電流、放大器偏置及其它模擬參數(shù)的調(diào)校中，nvm已經(jīng)成為具有如此吸引力的單元，以至于其應(yīng)用已經(jīng)事實(shí)上被新興的pmbus(電源管理總線)標(biāo)準(zhǔn)所統(tǒng)治。利用這種新型的數(shù)字電源管理通信協(xié)議，pmbus指令被用于設(shè)置電源的工作參數(shù)(通過編程nvm)、監(jiān)視工作過程并也在響應(yīng)錯誤中執(zhí)行正確的操作。在這種情形下，小計數(shù)位nvm應(yīng)該顯而易見，以平均偶然的觀測結(jié)果。缺省的通道電壓、上拉及下拉電阻的方向和類型、各種gpio的特性、電壓斜波次數(shù)、打開及關(guān)閉序列等等這些可配置的數(shù)值，都有效和方便地儲存在嵌入式nvm之中。

    在精確校準(zhǔn)數(shù)字電壓調(diào)整和轉(zhuǎn)換電路的需求驅(qū)動下，必要的數(shù)值在生產(chǎn)過程中被最佳地寫入片上的一小段nvm之中。在這一點(diǎn)不僅僅要對整個存儲器編程和測試，還要同時驗證nvm中儲存的特殊配置設(shè)置，從而極大地增強(qiáng)了電源管理模塊的最終測試良率。最后，當(dāng)產(chǎn)品被升級或在現(xiàn)場被重新配置的時候，固件修補(bǔ)也會受到nvm內(nèi)容的極大支持。

    本文小結(jié)

    從前后模擬整修到升級現(xiàn)場產(chǎn)品，多次可編程n