基于TPS54310的片上系统的电源电路设计

2012年05月08日 09:00 来源:互联网 作者:秩名 我要评论(0)

  目前,片上系统(SOC)芯片已经在无线通信、工业控制、视频监控等领域得到了越来越广泛的应用,SOC系统需要考虑接口驱动电路、动态电源管理和电源电路等问题,其中,良好的电源电路是成功实现系统功能的重要保障。本文就应用于视频监控的TMS320DM64xx系列SOC外部电源电路的设计进行了讨论。

  1 TMS3320DM64xx系列SOC对电源的要求

  TMS3320DM64xx系列SOC是应用于数字视频的片上处理平台,具有DSP与ARM双核结构,需要内核与I/0两种电源,而内核电源又分为CVDD(1.2V)和CVDDDSP(1.2V),I/0电源分为DVDDl8(1.8V),DVDDR2(1.8V),DVDD33(3.3V)。由于通常TMS3320DM64xx用于嵌入式系统中,因而,电源电路设计不仅要考虑电压的精度、稳定度和外围电路的复杂度等问题,还要考虑低功耗问题,另外根据设计工艺,为了保证芯片正常工作,在系统上电、关机及稳压操作时,对这几种电源还有一定的排序要求,如果违反该要求,可能降低器件的性能或永久损坏器件。

  图1(a)、图1(b)分别显示的是内核电源之间以及内核电源与I/0电源之间的上电时序。内核电源的上电时序依赖复位时选择的DSP启动模式:如果DSP初始化模式被配置为自启动模式,要求两个内核电源同时上电;如果DSP被配置为主机启动模式(即ARM启动DSP),要求两个内核电源分别上电,CVIDD优先于CVDDDSP,而CVDDDSP必须在复位信号开启(关闭)之前上电。如图1(b)所示,I/O电源必须在CVDD电源上电后的100ns内上电,各个I/O电源的上电顺序没有要求。

  

  根据TMS3320DM64xx SOC的数据手册,内核电源的最大电流为767mA,而I/O电源的最大工作电流是102 mA,参考TI提供的相关方案分析得出,性能优越的TPS543lx(x=0,l,2,3,4,5,6)系列DC/DC调节器符合系统设计要求,其中,TPS54310的输出可调,而没有内部补偿功能;其它芯片的输出不可调,而具有内部补偿。尽管具有内部补偿的芯片能够节约电路板空间并减少芯片总量,但由于多种型号芯片共存会引起调试难度的增大,故采用具有可调输出特性的TPS54310以降低系统调试难度。

  2 TPS54310特性分析

  TPS54310是一款开关电源调节器,其功能原理图如图2所示,能够实现低电压输入和高电流输出(输入电压范围为3~6V,输出电压在0.9~3.3V之间可调,输出电流为3A);内部具有电压误差放大器,能够提高瞬态响应条件下的工作性能;可以分别从内部或外部设置慢启动方式;其良好的电源输出特性可用于处理器/逻辑复位、故障信号检测和连续电源。

  

 

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