基于TPS54310的片上系統(tǒng)的電源電路設(shè)計

　　目前，片上系統(tǒng)（SOC）芯片已經(jīng)在無線通信、工業(yè)控制、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，SOC系統(tǒng)需要考慮接口驅(qū)動電路、動態(tài)電源管理和電源電路等問題，其中，良好的電源電路是成功實現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要保障。本文就應(yīng)用于視頻監(jiān)控的TMS320DM64xx系列SOC外部電源電路的設(shè)計進(jìn)行了討論。

　　1 TMS3320DM64xx系列SOC對電源的要求

　　TMS3320DM64xx系列SOC是應(yīng)用于數(shù)字視頻的片上處理平臺，具有DSP與ARM雙核結(jié)構(gòu)，需要內(nèi)核與I／0兩種電源，而內(nèi)核電源又分為CVDD（1．2V）和CVDDDSP（1．2V），I／0電源分為DVDDl8（1．8V），DVDDR2（1．8V），DVDD33（3．3V）。由于通常TMS3320DM64xx用于嵌入式系統(tǒng)中，因而，電源電路設(shè)計不僅要考慮電壓的精度、穩(wěn)定度和外圍電路的復(fù)雜度等問題，還要考慮低功耗問題，另外根據(jù)設(shè)計工藝，為了保證芯片正常工作，在系統(tǒng)上電、關(guān)機(jī)及穩(wěn)壓操作時，對這幾種電源還有一定的排序要求，如果違反該要求，可能降低器件的性能或永久損壞器件。

　　圖1（a）、圖1（b）分別顯示的是內(nèi)核電源之間以及內(nèi)核電源與I／0電源之間的上電時序。內(nèi)核電源的上電時序依賴復(fù)位時選擇的DSP啟動模式：如果DSP初始化模式被配置為自啟動模式，要求兩個內(nèi)核電源同時上電；如果DSP被配置為主機(jī)啟動模式（即ARM啟動DSP），要求兩個內(nèi)核電源分別上電，CVIDD優(yōu)先于CVDDDSP，而CVDDDSP必須在復(fù)位信號開啟（關(guān)閉）之前上電。如圖1（b）所示，I／O電源必須在CVDD電源上電后的100ns內(nèi)上電，各個I／O電源的上電順序沒有要求。

　　根據(jù)TMS3320DM64xx SOC的數(shù)據(jù)手冊，內(nèi)核電源的最大電流為767mA，而I／O電源的最大工作電流是102 mA，參考TI提供的相關(guān)方案分析得出，性能優(yōu)越的TPS543lx（x=0，l，2，3，4，5，6）系列DC／DC調(diào)節(jié)器符合系統(tǒng)設(shè)計要求，其中，TPS54310的輸出可調(diào)，而沒有內(nèi)部補償功能；其它芯片的輸出不可調(diào)，而具有內(nèi)部補償。盡管具有內(nèi)部補償?shù)男酒軌蚬?jié)約電路板空間并減少芯片總量，但由于多種型號芯片共存會引起調(diào)試難度的增大，故采用具有可調(diào)輸出特性的TPS54310以降低系統(tǒng)調(diào)試難度。

　　2 TPS54310特性分析

　　TPS54310是一款開關(guān)電源調(diào)節(jié)器，其功能原理圖如圖2所示，能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓輸入和高電流輸出（輸入電壓范圍為3～6V，輸出電壓在0．9~3．3V之間可調(diào)，輸出電流為3A）；內(nèi)部具有電壓誤差放大器，能夠提高瞬態(tài)響應(yīng)條件下的工作性能；可以分別從內(nèi)部或外部設(shè)置慢啟動方式；其良好的電源輸出特性可用于處理器／邏輯復(fù)位、故障信號檢測和連續(xù)電源。

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