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研究关于DSP的双电源解决方案

发布时间:2020-07-21 17:45:47 阅读: 来源:胶垫厂家

DSP的供电电路设计是DSP应用系统设计的一个重要组成部分。TIDSP家族(C6000和C54xx)要求有独立的内核电源和I/O电源,如TMS320VC5402,它的内核电压是1.8V,I/O电压是3.3V。由于DSP一般在系统中要承担大量的实时数据计算,在其CPU内部,频繁的部件开关转换会使系统功耗大大增加。所以降低DSP内部CPU供电的核心电压无疑是降低系统功耗的最有效的办法之一。

本文引用地址:虽然TI的DSP不要求内核电源和I/O电源之间有特殊的上电顺序,但是假如有一个电源低于正常的工作电压,设计时就要确保没有任何一个电源在这个时间段处于上电状态,如果违反此规则,将严重影响器件的长期可靠性。另外,从系统级考虑,总线竞争就要求按顺序上电。这种情况下,内核电源的上电就应当同步或提前于I/O控制器。

讲究供电次序的原因在于:如果只有CPU内核获得供电,周边I/O没有供电,对芯片是不会产生任何损害的,只是没有输入/输出能力而已;如果反过来,周边I/O得到供电而CPU内核没有加电,那么芯片缓冲/驱动部分的三极管将处于一个未知状态下工作,这是非常危险的。在有一定安全措施保障的前提下,允许两个电源同时加电,两个电源都必须在25ms内达到规定电平的95%。

1输入电压等于3.3V的情况

1.1使用场效应管和有PG引脚的直流电压转换器

这种方案是所有方案中最简单的一种。它用一个P沟道的场效应管作为电源分配开关。这种方法要求直流电压转换器具有PG(Power Good)引脚。在核电压输出未到达额定值之前,PG引脚一直输出为高。当核电压输出达到额定值后,PG引脚变低,驱动场效应管打开,把外部3.3V电压加到DSP的I/O上。所以,这种方法可以保持正确的上电顺序。

断电时的情况则比较复杂,有很多因素将会影响断电的顺序,如负载电流的驱动能力、电容的大小等。不过一种可能的顺序是:在去除了外部3.3V的电压后,直流电压转换器的输出电压降低,同时PG引脚变高,关闭了场效应管,去除了DSP的I/O电压。需要说明的一点是:因为PG引脚是漏极开路输出,所以要在源极与栅极之间加一个电阻,以确保当PG引脚变成高阻时,场效应管能够关闭。

1.2使用场效应管和电源监测芯片

如果直流电源转换器没有PG管脚,则可以使用电源监测芯片(Supply Voltage Supervisor,SVS)来完成这个功能。这样不仅可以很好地保证上电和断电的顺序,还可以实现对DSP的复位。

在这个电路里,SVS负责监测外部输入电压。上电时,当3.3V电压超过SVS的门限电压200ms后,RESET引脚输出为低,驱动场效应管工作,把外部的3.3V电压加到DSP的I/O上。这里假设直流电源转换器的响应时间小于200ms。

在断电时,当去除3.3V的外部电压后,SVS检测到并马上输出一个RESET高,关闭场效应管,这样就可以保证在去除核电压前去除I/O电压。同样,这里也有一个假设,那就是在3.3V的电压衰减后,直流电压变换器还能持续输出很短时间的电压。当然,这也是一个合理的假设。

在这个电路里,TPS3824-33专门用来监测3.3V电压。这一系列的芯片可以监测1.1V到6V的电压,同时,SVS还有看门狗引脚WDI供设计者使用。SVS内部集成了一个带电复位生成器,只要其自身的供电电压在1V以上,就可以保证输出有效的RESET信号。一旦监测电压低于阈值电压时,复位逻辑输出被激活并使处理器复位。

如果直流电压转换器有PG引脚,则可以如图2所示:把PG引脚和RESET引脚用一个与门相连,输出到DSP的RESET引脚。当SVS的RESET引脚输出为低,或者DC/DC的PG引脚输出为低(表示现在电源输出未达到正常),都将实现对DSP的复位操作。

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