かつては、電子機器における電力の概念は比較的単純で、明確な境界と基本的な期待に基づいた閉鎖的な世界でしたが、今日では、新たな可能性のフロンティアが従来の境界を超えた新しいソリューションの発見を促し、電力システムの世界が今日の回路の他の多くの部分と同じくらい必然的に複雑になっていることが、これまで以上に明らかになっています。現代のコンポーネントやシステムのあらゆる部分が「よりスマート」になり、より複雑な機能に対応できるようになることへの要求が高まる中、市場をリードするExar Corporationなどの企業は、最先端のパワーエレクトロニクスにおける合理化されたシンプルさと複雑な機能性のバランスを再定義し続けています。最近のインタビューで、Exar社の電源製品マーケティング ディレクターのJon Cronk氏は、同社の最新のユニバーサルPMIC製品ラインの詳細と、現在および近い将来に同社が市場でどのような優位性を発揮すると見ているかについて少し説明しました。
「今日の電力システム市場における主な推進力は、シンプルさ、密度、効率的な低電力モード、そしてインテリジェンスです。インテリジェンス自体は、電力システムのテレメトリと監視、動的制御、再構成可能性で構成されています」とクロンク氏は列挙します。同氏は、 Exar が10年以上にわたってプログラム可能な電源デバイスに取り組んでおり、最初のコンポーネントは2009年にリリースされ、最新の部品は昨年の第4四半期にリリースされたと指摘しています。Exarは最新の取り組みにより、いわゆる「ユニバーサル」PMICの分野で名を上げ続けていますが、Cronk氏は「PMICは特定のプロセッサ専用であるため、当社は冗談で「ユニバーサルPMIC」という用語を使用しています」と説明しています。ただし、都合の悪いことに、すべてのプロセッサがさまざまな顧客に対して同じ機能を果たすわけではないと同氏は説明しています。「当社のユニバーサルPMICはFPGAと同様に市場特化型であり、考えられるあらゆる種類の組み込みシステムに使用できます。そのため、当社のユニバーサルPMICは、今日の市場にある他のどの製品よりも幅広い市場で広く普及しています。」
ExarのPMICは、高密度で効率的かつインテリジェントな電力管理を提供し、非常に複雑な操作を可能にすると同時に、システムの残りの部分を簡素化します。これらの製品は、テレビ会議システムからIPカメラ、ハイエンドオーディオシステム、軍事用途まで、さまざまな分野に適しています。Cronk氏は、市場でのExarの幅広い存在感が、ユニバーサルPMIC設計における同社の革新的な成功の強力な原動力となっていると説明し、「Exarは、他に類を見ないほど幅広いアプリケーションに存在しています。それが、11月に当社が最新の製品をリリースするきっかけとなったのです。XR77129は、市場で唯一40V入力範囲を持つデジタル制御ループ プログラム可能な部品です」と述べています。Exarは、密度とシンプルさの両方に対する高まる需要に対応するために5つの電源モジュールもリリースしており、そのうち2つはユニバーサルPMICのカテゴリに該当します ( XRP9710 と XRP9711)。「当社は、独自の一定オンタイム制御方式を採用した3つの電源モジュールもリリースしました」とCronk氏は締めくくった。
最近の先進的な電力システムの分野における主要な論点は、今日の複雑なシステムの観点から理想的なシンプルさを再定義することです。Cronk氏が明らかにしているように、Exarの取り組みの多くは、シンプルさと高度な機能性の間の先進的なバランスを実現することに費やされています。「たとえば、設計には、特定のシステムに必要な高度なシーケンス、タイミング、障害レポートが含まれる場合があります」とCronk氏は説明します。ここで、当社のユニバーサルPMICが役立ちます。」Exarの製品では、ユーザーがユニバーサルを特定のシステムに簡単に統合できる設計ツールが含まれていることから、全体的なシンプルさへのさらなる配慮が明らかです。「簡単に言えば、ボードに搭載する前にFPGAのニーズを満たすために、顧客がこれらの電源システムをすばやく簡単に変更できるようにします」とCronk氏はまとめています。
Cronk氏はまた、Exarの柔軟な設計の実際の利点を実証する上で非常に役立つ特定の事例についても語っています。同氏は、「この方法では、大規模なシステムに混乱を引き起こしていた漠然とした過電圧の問題を抱えていた顧客に対し、不揮発性メモリ内の部品の構成の1ビットを0から1に変更して、過電圧保護を即座に無効にするよう指導することができました」と説明しています。その結果、Exarの顧客は技術者を現場に派遣することなく、一夜にしてこれらの障害をすべて排除することができました。「どんなタイプのアナログ コントローラを使用していたとしても、過電圧はチップの内部機能であり、顧客はその問題に悩まされる可能性があります」とCronk氏は主張し、「このケースは、当社のユニバーサルPMICに固有のリモート構成可能性という独自の利点を実証しています」と同調しています。
もちろん、私たちはJonに、Exarの最近の製品の効率仕様についてさらに詳しい情報を提供するよう依頼する必要がありましたが、幸運なことに、彼は喜んで応じてくれました。「当社のユニバーサルPMICは、現在市場で最も消費電力が低いです」と彼はためらうことなく明言します。「低電力および軽負荷モードは市場の原動力の1つですが、当社のユニバーサルPMICを見れば、電源の軽負荷時の電力消費を削減してスイッチング損失を大幅に削減する、いわゆるデジタルPFMモードを備えているのは当社だけです。」Cronk氏は、ExarのXRP7724とその40V後継製品であるXR77129が、20Aレールで10mAという軽負荷電流まで80% を超える効率を維持できる仕組みについて説明します。当然のことながら、クロンク氏は、事実が誇示を不要にするタイミングを理解しており、「これらの仕様が証明しているように、Exarのソリューションは、軽負荷時に圧倒的に最高の効率を提供します」と結論付けています。
ExarのユニバーサルPMICファミリに関するより詳細な議論を締めくくるにあたり、Cronk氏は、Exarと競合製品とをより具体的に差別化するいくつかの点について少し触れています。「大きな違いは、他のほとんどの企業が、ARMのPICまたはDSPコアでコードを実行してデジタル制御を行っていることです」と彼は言います。これらのオプションは、何もしていないときでも大量の電力を消費します。」プロセッサでコードを実行する代わりに、Exarではステート マシンを使用することでコストを削減し、「最初から正しく処理する」ことを確実にしているとCronk氏は説明し、この取り組みによって「静止電流が桁違いに減少する」ことも付け加えています。
Exarは、このような「ユニバーサル」PMICを可能な限り真のユニバーサルに近づけることに重点を置いて、さまざまな顧客にサービスを提供したいと考えていますが、そのことを考えると、「ハードウェア システム全体を1人の担当者が担当し、その担当者が一般的に電力に精通していない小規模企業に出会うこともあります」と同氏は言います。Exarは、提供する合理化されたサービスが、自社だけでなく「電力に非常に詳しいIntelなどの大口顧客にとっても物事を容易にするのに役立つ」ことを期待していますが、「Intel Grantleyプラットフォームなどの新しいプラットフォームに電力を供給するために、ExarのXRP7724などの製品を選択できる (そして選択している) ことは明らかです。なぜなら、特に彼らのレベルでは、当社は現在利用可能なコストとテレメトリの最適なトレードオフを提供しているからです」。
過去には、電力システムは単に電力を供給し、規模の要件を満たすだけで、その役割を効果的に果たすことができたというのは、基本的な意味では真実です。しかし今日、クロンク氏は、コンポーネント レベルでもインテリジェンスの重要性が高まっていると指摘しています。「当社のユニバーサルPMICやその他の同様のプログラム可能な製品により、ソフトウェア エンジニアが操作できる電源システムが実現しました。「ソフトウェア システムから電源システムにアクセスできない場合、ボード上のハードウェアでは製品の差別化を図ることができません」と彼は主張します。ありがたいことに、可能性に満ちた宇宙において、Exarは「普遍的」なものを個人のために機能させる取り組みを有能に主導し続けています。