ROHM推出最適合恩智浦i.MX8M系列應(yīng)用處理器的高效率電源管理IC

近年來(lái)，智能音箱、OTT機(jī)頂盒、語(yǔ)音搜索等越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中。預(yù)計(jì)未來(lái)兩年內(nèi)，各類(lèi)搜索將有50%通過(guò)語(yǔ)音命令實(shí)現(xiàn)。針對(duì)音視頻、流媒體、智能音響等應(yīng)用需求的擴(kuò)大，2017年1月4日，恩智浦半導(dǎo)體（NXP）推出i.MX 8M系列應(yīng)用處理器，適用于智能家居和智能移動(dòng)應(yīng)用，欲改變物聯(lián)網(wǎng)音頻、語(yǔ)音和視頻交互。

NXP i.MX 8M系列處理人聲、視頻和音頻性能出色，與亞馬遜和谷歌等重要的生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)者有廣泛的合作，市場(chǎng)應(yīng)用廣泛。憑借著在智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)領(lǐng)域豐富的系統(tǒng)電源開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，近日，全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM推出最適合恩智浦（NXP）i.MX8M系列應(yīng)用處理器的高效率電源管理IC（Power Management IC，PMIC）。

ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計(jì)中心 經(jīng)理 陳行樂(lè)

ROHM參考設(shè)計(jì)板上的BD71837MWV

ROHM與NXP的合作從2014年開(kāi)始，針對(duì)i.MX應(yīng)用處理器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)電源IC，此次推出的BD71837MWV是第三波產(chǎn)品，這款產(chǎn)品以單顆芯片集成了i.MX 8M四核、雙核處理器所需要的電源系統(tǒng)和功能，是適用于iMX8M系列產(chǎn)品的最佳PMIC。

ROHM在集成電源開(kāi)發(fā)上具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，在Intel X86平臺(tái)或ARM平臺(tái)上，都有豐富的PMIC產(chǎn)品線(xiàn)。在NXP i.MX平臺(tái)上，ROHM在15年4月份推出了BD71805MWV芯片，是針對(duì)i.MX 6SoloLite平臺(tái)定制開(kāi)發(fā)的電源管理系統(tǒng)；2016年的5月份推出了第二款BD71815AGW芯片，是針對(duì)i.MX 7Dual和Solo這兩個(gè)平臺(tái)，出貨量有400萬(wàn)顆。

NXP在今年的5月7日，Google I/O 2018大會(huì)前一天，發(fā)布了一款Android Things1.0開(kāi)發(fā)板，其中就搭載了ROHM最新的BD71837MWV。

BD71837MWV的方框圖

功能概要

- 輸入電壓2.7V ~ 5.5V

- 降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器 x 8ch

- LDO x 7ch

- 搭載SD卡驅(qū)動(dòng)用多路復(fù)用器

- 內(nèi)置32.768kHz晶振電路

- 搭載豐富的保護(hù)功能（軟啟動(dòng)功能、電源軌錯(cuò)誤檢測(cè)、過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)等）

- 支持I2C接口（Max 1MHz）

- 中斷功能（帶掩碼功能）

僅1枚芯片即可提供i.MX 8M系列所需的電源功能

“BD71837MWV”的電源電路根據(jù)“i.MX 8M系列”處理器的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)而成，集控制邏輯、8通道降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器（Buck Converter）、7通道LDO于一身，僅這1枚芯片，不僅可為處理器供電，還可為應(yīng)用所需的DDR存儲(chǔ)器供電。此外，還內(nèi)置有SDXC卡用1.8V/3.3V開(kāi)關(guān)、32.768kHz晶振緩沖器、眾多保護(hù)功能（各電源系統(tǒng)的輸出短路、輸出過(guò)電壓、輸出過(guò)電流及熱關(guān)斷等）。

搭載功率轉(zhuǎn)換效率高達(dá)95%的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓范圍更寬，支持從1節(jié)鋰離子電池到USB的廣泛電壓范圍（2.7V~5.5V），故稱(chēng)為i.MX 8M處理器應(yīng)用領(lǐng)域的最佳PMIC。

系統(tǒng)方框圖

淡黃色的虛線(xiàn)框部分就是這個(gè)電源芯片內(nèi)部核心電源部分，有這8通道的DC/DC和3通道的LDO，它是直接從外部供電電源直接電源轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)。還有4路的LDO，它是從內(nèi)部的DC/DC轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)的基礎(chǔ)上再做轉(zhuǎn)換，這樣可以整體地提高系統(tǒng)的效率。

針對(duì)于每一路的DC/DC，還會(huì)做一些OCP、UVP等保護(hù)功能。

小型QFN封裝，更節(jié)省空間

采用小型QFN封裝(8mm x 8mm, 高度1mm Max, 間距0.4mm, 68pin)，不僅可提供所需的電源功能，而且PMIC的引腳配置設(shè)計(jì)還使i.MX 8M處理器和DDR存儲(chǔ)器的連接更加容易，非常有助于減輕PCB板布局設(shè)計(jì)時(shí)的負(fù)擔(dān)。同分立元器件組成的與新產(chǎn)品相同的電源系統(tǒng)相比，部件數(shù)量可減少56個(gè)，貼裝面積可縮減45%（以“單面貼裝、Type-3 PCB”為條件）。另外，如果采用雙面貼裝，則僅需不到400mm2的空間即可實(shí)現(xiàn)電源功能。

更節(jié)省空間

可根據(jù)系統(tǒng)用途量身定制

為了使應(yīng)用設(shè)計(jì)更靈活更自由，其搭載了i.MX 8M處理器支持的電源模式（RUN、IDLE、SUSPEND、SNVS、OFF）相應(yīng)的時(shí)序器。通過(guò)I2C接口和OTP（One Time Programmable ROM），根據(jù)系統(tǒng)要求的功能和存儲(chǔ)器類(lèi)型，可定制各電源的輸出電壓、ON/OFF控制、保護(hù)功能的啟用/禁用、以及電源模式的轉(zhuǎn)換條件，從而可實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足用途的最佳應(yīng)用設(shè)計(jì)。

通過(guò)OTP的變更示例

芯片出廠(chǎng)時(shí)會(huì)做一個(gè)OTP的設(shè)定，也就是單次燒入，單次燒入主要是針對(duì)于客戶(hù)的應(yīng)用和系統(tǒng)的用途，做到量身定制。

此外，ROHM還會(huì)提供I2C接口給SoC。因?yàn)樘幚砥鲿?huì)時(shí)時(shí)地向PMIC提供功率的需求，在處理器滿(mǎn)跑和待機(jī)的狀態(tài)下，它需要多大的功率，這個(gè)功率是動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整的，ROHM提供PMIC接口可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)控，達(dá)到功率最佳的控制方式。

與i.MX 8M處理器的運(yùn)行評(píng)估已完成，可縮短應(yīng)用開(kāi)發(fā)周期

與i.MX 8M產(chǎn)品相結(jié)合的實(shí)裝運(yùn)行工作也已完成評(píng)估，因此可縮短應(yīng)用的開(kāi)發(fā)周期，從而有助于及時(shí)向市場(chǎng)推出產(chǎn)品。ROHM還為客戶(hù)準(zhǔn)備了設(shè)計(jì)時(shí)所需的外圍應(yīng)用相關(guān)的設(shè)計(jì)指南、參考電路及參考布局。而且，還可提供用來(lái)在電源單體評(píng)估或定制時(shí)事先評(píng)估的PMIC單體評(píng)估板。

ROHM聯(lián)合國(guó)際知名的板廠(chǎng)長(zhǎng)商進(jìn)行合作，開(kāi)發(fā)了SOM（System on Module）開(kāi)發(fā)板，它是一個(gè)更精簡(jiǎn)的系統(tǒng)，終端的客戶(hù)如果要做一個(gè)智能音箱，選定這個(gè)平臺(tái)的話(huà)，可以直接拿這種板來(lái)做二次開(kāi)發(fā)，會(huì)極大地縮減開(kāi)發(fā)應(yīng)用周期。

對(duì)于為什么不將PMIC也整合到NXP的SoC上，ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計(jì)中心經(jīng)理陳行樂(lè)先生解釋道：“SoC可以理解為一個(gè)數(shù)字芯片，對(duì)于i.MX 8M來(lái)說(shuō)，它的制造工藝一部分是28nm的，后續(xù)會(huì)步入14nm。但PMIC是一個(gè)電源產(chǎn)品，有一些端口需要耐高壓，或者是一些大電流的控制，所以我們是130nm工藝來(lái)做的，如果是太高的工藝，那功耗沒(méi)法去做?！?/p>

ROHM之前推出的PMIC都受到了客戶(hù)的廣泛認(rèn)可，這款BD71837MWV被NXP認(rèn)為是最優(yōu)化的解決方案，盡管NXP自己也有電源設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。BD71837MWV是ROHM配合NXP聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)耗時(shí)1年左右，ROHM也會(huì)和NXP共享一些代理商的渠道，終端客戶(hù)可能收到一個(gè)代理商出的貨。

據(jù)悉，這款BD71837MWV樣品于2018年6月開(kāi)始出售（800日元/個(gè)，不含稅），預(yù)計(jì)今年10月開(kāi)始以月產(chǎn)40萬(wàn)個(gè)的規(guī)模投入量產(chǎn)，將有效縮短各種整機(jī)廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)周期。