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嵌入式硬件設05-復雜處理器的上電時序設計

2018-05-17

  為確保芯片能可靠的工作,應用處理器的上下電通常都要遵循一定時序,, 本文以i.MX6UL應用處理器為例,設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??梢姡舷码姇r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,,應用處理器的上下電通常都要遵循一定時序,以i.MX6UL應用處理器為例,,設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??梢?,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的電源框圖進行說明,,然后對其上電時序,、掉電時序電路設計進行介紹。

  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需單獨進行供電,,否則可以與VDD_HIGH_IN接一起。VDD_SNVS_IN設計中可預留紐扣電池方案,,以滿足掉電保持實時時鐘的應用需求,,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,??衫肧NVS電源域下的控制信號PMIC_ON_REQ使能后上電的電源模塊,以達到上電的時序要求,,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。設計中加入相應的可控掉電電路,,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)榈碗娖剑瑥亩笵ISCHG_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。

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  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,,以先進的電源管理架構(gòu)帶來更低功耗。標配8路UART,、2路USB OTG,、2路CAN-Bus、2路以太網(wǎng)等接口,;標配128/256MB DDR3和128/256MB NAND Flash,、硬件看門狗;通過嚴格EMC和高低溫測試,,確保核心板在嚴酷的環(huán)境下穩(wěn)定工作。

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