《電子技術(shù)應(yīng)用》
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復(fù)雜處理器的上電時序設(shè)計

2018-05-16

  為確保芯片能可靠的工作,應(yīng)用處理器的上下電通常都要遵循一定時序,, 本文以i.MX6UL應(yīng)用處理器為例,,設(shè)計中就必須要滿足芯片手冊的上電時序、掉電時序,,否則在產(chǎn)品使用時可能會出現(xiàn)以下情況,,第一,上電階段的電流過大,;第二,,器件啟動異常;第三,,最壞的情況會對處理器造成不可逆的損壞,。可見,,上下電時序?qū)τ诖_保系統(tǒng)的可靠運行起著重要的作用,。

  為確保芯片能可靠的工作,應(yīng)用處理器的上下電通常都要遵循一定時序,,以i.MX6UL應(yīng)用處理器為例,,設(shè)計中就必須要滿足芯片手冊的上電時序、掉電時序,,否則在產(chǎn)品使用時可能會出現(xiàn)以下情況,,第一,上電階段的電流過大,;第二,,器件啟動異常;第三,,最壞的情況會對處理器造成不可逆的損壞,。可見,,上下電時序?qū)τ诖_保系統(tǒng)的可靠運行起著重要的作用,。以下對i.MX6UL的電源框圖進(jìn)行說明,然后對其上電時序,、掉電時序電路設(shè)計進(jìn)行介紹,。

  一、i.MX6UL上下電時序要求

  上電時序:

  1.VDD_SNVS_IN 必須單獨或與VDD_HIGH_IN 一起(短接)上電,在這之后其他電源才能上電,。

  2.如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電,,請確保在開啟任何其他電源之前將其連接。

  3.應(yīng)在VDD_SOC_IN 之前開啟VDD_HIGH_IN,。

  掉電時序:

  1.VDD_SNVS_IN 必須單獨或與VDD_HIGH_IN 一起(短接)下電,,在這之前其他電源必須全部完成下電。

  2.如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電,,請確保在關(guān)閉任何其他電源之后將其移除,。

  二 、i.MX6UL電源管理單元-PMU

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  三,、要點分析

  1. 從i.MX6UL電源管理單元圖可知,,最先供電的VDD_SNVS_IN管腳是作為內(nèi)部LDO_SNVS的輸入,其輸出電壓VDD_SNVS_CAP是向SNVS模塊及實時時鐘模塊OSC32K供電,。 如需在掉電情況下保持RTC,,則VDD_SNVS_IN需單獨進(jìn)行供電,否則可以與VDD_HIGH_IN接一起,。VDD_SNVS_IN設(shè)計中可預(yù)留紐扣電池方案,,以滿足掉電保持實時時鐘的應(yīng)用需求,但如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電,,請確保在開啟任何其他電源之前將其連接,。


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  2.由前面上電時序可知,VDD_HIGH_IN可與VDD_SNVS_IN電源一起最先上電,。在系統(tǒng)需要掉電保持實時時鐘的情況下,,由于VDD_HIGH_IN功耗較高,因此在保持實時時鐘的情況下,,需要將該兩路電源需要分開處理,。可利用SNVS電源域下的控制信號PMIC_ON_REQ使能后上電的電源模塊,,以達(dá)到上電的時序要求,,如下圖所示。

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  3.由上電時序可知,VDD_SOC_IN上電時序要遲于VDD_HIGH_IN,,因此在電路設(shè)計中,,可使用VDD_HIGH_IN電源芯片的控制信號使能VDD_SOC_IN的電源,如下圖所示為使用VDD_HIGH_IN供電芯片的PG信號使能VDD_SOC_IN供電芯片的使能管腳,。

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  使用DCDC_3V3_PG控制VDD_SOC_IN電源使能管腳以滿足VDD_HIGH_IN上電先于VDD_SOC_IN的要求,,如下圖所示。

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  4.根據(jù)掉電時序要求,,掉電優(yōu)先順序只要滿足 VDD_SNVS_IN最后掉電即可,。設(shè)計中加入相應(yīng)的可控掉電電路,可使后級的濾波電容快速放電從而實現(xiàn)掉電的先后順序,如下圖所示為DCDC_3V3的掉電電路,,DCDC_3V3為VDD_HIGH_IN供電,。工作原理:系統(tǒng)掉電后,PMIC_ON_REQ由高電平變?yōu)榈碗娖?,從而使DISCHG_EN信號變?yōu)楦唠娖?,從而使DCDC_3V3電流通過電阻R734及MOS管Q705導(dǎo)通到GND, VDD_SOC_IN電壓通過DISCHG_EN信號控制MOS管Q707快速掉電,,如下圖所示。

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  i.MX6UL上電時序波形如下圖所示,,其中VDD_SOC_IN為內(nèi)核電壓-1.35V,。

  i.MX6UL掉電時序波形如下圖所示。

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  上下電時序完整波形圖如下圖所示,。

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  M6G2C采用i.MX6UL處理器,,滿足芯片手冊嚴(yán)格的上下電時序,是一款工業(yè)控制核心板,采用 Freescale Cortex-A7 528MHz主頻的處理器,,以先進(jìn)的電源管理架構(gòu)帶來更低功耗,。標(biāo)配8路UART、2路USB OTG,、2路CAN-Bus,、2路以太網(wǎng)等接口;標(biāo)配128/256MB DDR3和128/256MB NAND Flash,、硬件看門狗,;通過嚴(yán)格EMC和高低溫測試,確保核心板在嚴(yán)酷的環(huán)境下穩(wěn)定工作,。

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