电源管理芯片在手持设备上的应用方案

介绍一种智能电源管理芯片WM8310的应用方案，其应用在以三星S5PC100移动处理器为核心的手持设备上。文中给出了WM8310与S5PC100电源分配设计方法、上电时序，以及WM8310控制接口原理设计和基于Windows CE 6.0操作系统的驱动程序设计。

引言

WM8310是Wolfson公司推出的电源管理集成电路（PMIC）产品，具有完全可编程化可定制化和优良的性能。WM8310在7 mm×7 mm的小尺寸上集成了ADC、实时时钟、低压差稳压器、降压稳压器以及用于背光的升压稳压器，提供了一个高集成度的PMIC解决方案。WM8310具有尺寸小、功能强等优点，被多家手机厂商以及手持设备商采用，广泛用于移动电话、导航设备以及媒体播放器等消费电子产品。

S5PC100是三星公司发布的一款ARM CortexA8内核的移动处理器，主频高达833 MHz.S5PC100处理器采用64位内部总线构架，内含 32/32 KB数据/指令一级缓存、256 KB二级缓存。它的构造基于三星的45 nm LP低功耗工艺技术S5PC100还包含强大的2D和3D硬件加速器。

1 硬件设计

1.1 S5PC100电源分配与上电时序

WM8310具有4路DCDC稳压器以及13路LDO稳压器。其中，2路DCDC同步降压稳压器输出电流达1.2 A,并具有硬件DVS（动态电压调节）功能；1路升压DCDC稳压器输出电压达30 V,可驱动多个串行白光LED.还包括6路标准LDO稳压器和4路低噪声LDO稳压器，另有3路低功耗LDO用于内部电路。

WM8310的DCDC1与DCDC2具有DVS（动态电压调试）功能，可以通过外部GPIO来切换输出电压，当然每一路DCDC和LDO都可以通过I2C控制接口来调节输出电压。将DCDC1与DCDC2分别接到S5PC100的内核电源（即VCC_ARM和VCC_INT），这两个内核电压可以根据当前处理器的运行频率自动调节输出电压的大小并减小系统的功耗。DCDC3给DDR内存和S5PC100的内存总线接口电路供电。DCDC4用于LCD屏的背光驱动。其他各路LDO给S5PC100的I/O电路供电。

S5PC100的上电时序较为严格，如图1所示。为了保证处理器每次上电能正确运行，电源设计要满足其上电时序要求。WM8310可以为每一路DCDC以及LDO分配时序，非常容易满足S5PC100的上电时序要求。

图1 S5PC100上电时序

图1中的时间大小如表1所列。

它描述了WM8310的各路输出与S5PC100电源的连接以及每一路电源的上电时序。

表1 S5PC100的时间大小

1.2 外部EEPROM设计

WM8310上电的时候需要读取外部EEPROM的数据来设定每一路DCDC和LDO的初始输出电压以及上电时序，外部EEPROM芯片通过I2C接口与WM8310连接，上电后WM8310自动读出EEPROM第一页的32字节数据，WM8310的寄存器长度是16位的，所以外部EEPROM芯片要选2字节宽度的。WM8310与外部EEPROM的连接电路如图2所示。

图2 WM8310与外部EEPROM的连接电路

这32字节初始化数据除了保存在外部EEPROM中，也可以保存在WM8310内部的OTP存储器中，在WM8310芯片出厂的时候就把数据写进内部的OTP存储器，以后就不能改变了。WM8310上电的时候检测SCLK2引脚，如果发现是高电平，则读取EEPROM的数据作为初始化数据。如果已将数据烧写到WM8310的OTP存储器中，则将SCLK2与SDA2引脚悬空。

本方案中WM8310的32字节初始化数据为：

0x7FFE,0x43BE,0x433E,0x602A,0x267F,0x6666,0x7F7F,0x7A7D,0x7D78,0x0000,0xA40C,0xA400,0xA400,0xA401,0xA406,0xA40A.