助力未来：嵌入式系统片上系统（SoC）与电源管理集成电路（PMIC）入门

一、引言

随着嵌入式系统的不断发展，传统微控制器往往难以满足现代性能需求。因此，对更高性能、更高集成度和更高能效的需求，使得片上系统（SoC）解决方案日益普及。

与通常仅需单一供电电压的传统微控制器不同，SoC 通常需要多组电源轨，每组电源轨都有特定的电压水平、电流能力、时序要求和定时约束。若无法满足这些要求，可能导致设备运行不稳定、性能下降，甚至造成永久性损坏。

本文将探讨利用 PMIC 为 SoC 供电的基础知识，并对比传统电源管理与 PMIC 解决方案的差异。

二、什么是 SoC？

片上系统（SoC，System-on-Chip）是将完整计算系统的核心组件集成到单一芯片上的集成电路。

其集成的组件包括中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、内存控制器、输入 / 输出（I/O）接口，通常还包含专用模块，如数字信号处理（DSP）模块、人工智能加速器以及无线通信单元（Wi-Fi、蓝牙 ®、LTE/5G）等。

这种高度集成的特性带来了多项优势：

• 更高性能（更快的开关速度）
• 紧凑且高能效的外形设计
• 低功耗且占用物理空间更少
• 更低的制造成本，以及更高的可靠性

此外，许多 SoC 针对特定应用场景设计，支持定制化与优化，从而进一步提升性能与能效。

SoC 的核心特性包括：

• 高集成度
• 高能效
• 实时处理能力
• 支持先进连接功能

（一）SoC 的应用领域

早期的 SoC 主要用于嵌入式系统和移动电话。随着半导体技术的进步，SoC 的性能与通用性不断提升，如今在便携式和可穿戴设备中至关重要 —— 这类设备对电池续航和紧凑设计的要求极高。

目前，SoC产品 已成为现代消费电子产品的核心，广泛应用于从智能手机、平板电脑到智能手表、医疗设备、智能电视、汽车电子系统以及物联网（IoT）设备的各类产品中。

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三、什么是 PMIC？

电源管理集成电路（PMIC，Power Management Integrated Circuit）是一种高度专用的半导体器件，旨在管理和调节现代电子系统的电源需求。

PMIC 充当电源分配的中枢，确保每个子系统在正确的时间获得适量的电源，同时通过优化能源使用来延长电池续航、减少热量产生。

PMIC 通常在单一芯片中集成多项关键功能，包括：

• 电压调节（通过降压稳压器、升压稳压器或低压差（LDO）稳压器实现）
• 电池充电与监测
• 电源时序逻辑
• 热管理
• 故障检测与保护

这种集成不仅能节省电路板空间，还能简化设计流程，提升系统整体可靠性。

PMIC 的应用领域

PMIC 是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备以及嵌入式系统等复杂设备的核心组件 —— 这些设备中的多个组件需要不同的电压和电流水平，才能实现高效、稳定的运行。

最初，电源管理由分立元件实现，这类元件体积大且效率低。随着半导体技术的进步，制造商开始将这些功能集成到单一芯片中，催生了第一代 PMIC。此后，PMIC 不断演进，逐渐支持动态电压调节、智能电源门控等更复杂的电源架构，如今这些功能已成为注重能效的设计中的标准配置。

如今，PMIC 已成为现代电子产品的基石：它能让设备在更小的电池上实现更长的运行时间，更有效地管理热负载，并满足严格的能效标准。在电池供电且空间受限的应用场景中（如可穿戴设备），PMIC 的作用尤为关键 —— 每毫瓦电量和每毫米空间都至关重要。

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分立元件与 PMIC 电源管理：汇总表

更多电源管理PMIC产品

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结论

随着 SoC 成为现代电子产品的核心，高效管理其电源供应至关重要。本文介绍了 SoC 和 PMIC 的基础知识，并阐述了集成式电源管理相比分立设计的显著优势。

更多内容：

• 助力未来：嵌入式系统片上系统（SoC）与电源管理集成电路（PMIC）入门
• 使用 PMIC 为 SoC 供电的关键考量因素
• PMIC 的应用领域及其在现代电子设备中的重要性

很奇怪，我看介绍，PMIC的功能也包括了电池充放电管理，但是实际操作中，我看到的都是在pmic的基础上，再去外挂一颗充电IC，甚至在充电IC的基础上再外挂一颗电量计芯片，为何会出现这种不用pmic的充放电监测反而外挂专门的充放电IC的操作？

pmic主要优点就是集成了多种电平的电压输出，节约空间，简化电路设计，通过及时关闭不用的模块电源来实现功耗管理

专用ID测量的更加准确吧，

“PMIC + 专用充电IC + 专用电量计IC” 的三芯片组合，的确很常见。

PMIC 的监测功能是粗略的： PMIC 可能仅提供基本的电池电压和温度监测，能用于简单的低电量预警。

专用电量计，高精度，有些需要独立的模数转换器 (ADC) 来精确测量电流和电压，并运行复杂的算法。

这个没有标准答案，具体要看项目要求和精度要求，可能一些安全法规的要求。

PMIC在复杂供电域场景下的应用需求较高。电源时序逻辑要求在多电源域下非常重要，在极端情况下，上下电顺序会导致部分器件失效，引发灾难性的故障。
以前觉得PMIC增加了项目成本，现在觉得否是PMIC芯片省心省力。
在认识PMIC之后，估计下一步就是PMBus总线了吧！

虽然pmic实现高度的集成，但是从认识和学习的角度来说，还是要研究一下pmic的内部结构：比如说，buckboost等电路的功能被集成了，ldo，电源时序和状态机，保护机制，aon，通信接口等。充分说明了pmic的发展方向和趋势。

   在大多数设备中，PMIC和SoC是两颗独立的芯片，通过PCB上的走线连接。在少数对成本或尺寸极端敏感的领域，也存在将PMIC部分功能集成到SoC中的做法（称为“系统级封装”或部分集成），但由于模拟/数字工艺差异和热管理问题，完全集成高性能PMIC和先进SoC非常困难。简而言之：PMIC确保SoC和其他部件“活得好”（稳定、高效供电），而SoC则决定了设备“能做什么”（性能、功能）。 两者缺一不可，共同构成了现代智能设备的硬件基石。