近年來,，智能音箱、OTT機頂盒、語音搜索等越來越多地出現在人們的生活當中。預計未來兩年內，各類搜索將有50%通過語音命令實現,。針對音視頻、流媒體,、智能音響等應用需求的擴大,，2017年1月4日，恩智浦半導體（NXP）推出i.MX 8M系列應用處理器,，適用于智能家居和智能移動應用,，欲改變物聯(lián)網音頻、語音和視頻交互,。
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)領導者有廣泛的合作，市場應用廣泛,。憑借著在智能手機,、平板電腦、筆記本電腦等移動領域豐富的系統(tǒng)電源開發(fā)經驗,，近日,，全球知名半導體制造商ROHM推出最適合恩智浦（NXP）i.MX8M系列應用處理器的高效率電源管理IC（Power Management IC，PMIC）,。
ROHM半導體（上海）有限公司設計中心 經理 陳行樂
ROHM參考設計板上的BD71837MWV
ROHM與NXP的合作從2014年開始,，針對i.MX應用處理器開發(fā)系統(tǒng)電源IC，此次推出的BD71837MWV是第三波產品,，這款產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系列產品的最佳PMIC,。
ROHM在集成電源開發(fā)上具有豐富的經驗,，在Intel X86平臺或ARM平臺上，都有豐富的PMIC產品線,。在NXP i.MX平臺上,，ROHM在15年4月份推出了BD71805MWV芯片，是針對i.MX 6SoloLite平臺定制開發(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i.MX 7Dual和Solo這兩個平臺，出貨量有400萬顆,。
NXP在今年的5月7日,，Google I/O 2018大會前一天，發(fā)布了一款Android Things1.0開發(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轉換器 x 8ch
- LDO x 7ch
- 搭載SD卡驅動用多路復用器
- 內置32.768kHz晶振電路
- 搭載豐富的保護功能（軟啟動功能、電源軌錯誤檢測,、過電壓保護、過電流保護等）
- 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“i.MX 8M系列”處理器的電源系統(tǒng)設計而成,，集控制邏輯,、8通道降壓型DC/DC轉換器（Buck Converter）、7通道LDO于一身,，僅這1枚芯片,，不僅可為處理器供電，還可為應用所需的DDR存儲器供電,。此外,，還內置有SDXC卡用1.8V/3.3V開關,、32.768kHz晶振緩沖器、眾多保護功能（各電源系統(tǒng)的輸出短路,、輸出過電壓,、輸出過電流及熱關斷等）。
搭載功率轉換效率高達95%的降壓型DC/DC轉換器,，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），故稱為i.MX 8M處理器應用領域的最佳PMIC,。
系統(tǒng)方框圖
淡黃色的虛線框部分就是這個電源芯片內部核心電源部分,，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換過來,。還有4路的LDO,，它是從內部的DC/DC轉變過來的基礎上再做轉換，這樣可以整體地提高系統(tǒng)的效率,。
針對于每一路的DC/DC,，還會做一些OCP、UVP等保護功能,。
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的引腳配置設計還使i.MX 8M處理器和DDR存儲器的連接更加容易,，非常有助于減輕PCB板布局設計時的負擔。同分立元器件組成的與新產品相同的電源系統(tǒng)相比,，部件數量可減少56個,，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的空間即可實現電源功能,。
更節(jié)省空間
可根據系統(tǒng)用途量身定制
為了使應用設計更靈活更自由,，其搭載了i.MX 8M處理器支持的電源模式（RUN、IDLE,、SUSPEND,、SNVS、OFF）相應的時序器,。通過I2C接口和OTP（One Time Programmable ROM）,，根據系統(tǒng)要求的功能和存儲器類型，可定制各電源的輸出電壓,、ON/OFF控制,、保護功能的啟用/禁用,、以及電源模式的轉換條件，從而可實現滿足用途的最佳應用設計,。
通過OTP的變更示例
芯片出廠時會做一個OTP的設定,，也就是單次燒入，單次燒入主要是針對于客戶的應用和系統(tǒng)的用途,，做到量身定制,。
此外，ROHM還會提供I2C接口給SoC,。因為處理器會時時地向PMIC提供功率的需求,，在處理器滿跑和待機的狀態(tài)下，它需要多大的功率,，這個功率是動態(tài)實時調整的,，ROHM提供PMIC接口可以實現實時調控，達到功率最佳的控制方式,。
與i.MX 8M處理器的運行評估已完成,，可縮短應用開發(fā)周期
與i.MX 8M產品相結合的實裝運行工作也已完成評估，因此可縮短應用的開發(fā)周期,，從而有助于及時向市場推出產品,。ROHM還為客戶準備了設計時所需的外圍應用相關的設計指南、參考電路及參考布局,。而且,，還可提供用來在電源單體評估或定制時事先評估的PMIC單體評估板。
ROHM聯(lián)合國際知名的板廠長商進行合作,，開發(fā)了SOM（System on Module）開發(fā)板,，它是一個更精簡的系統(tǒng)，終端的客戶如果要做一個智能音箱,，選定這個平臺的話,，可以直接拿這種板來做二次開發(fā)，會極大地縮減開發(fā)應用周期,。
對于為什么不將PMIC也整合到NXP的SoC上,，ROHM半導體（上海）有限公司設計中心經理陳行樂先生解釋道：“SoC可以理解為一個數字芯片，對于i.MX 8M來說,，它的制造工藝一部分是28nm的,，后續(xù)會步入14nm。但PMIC是一個電源產品,，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工藝來做的,，如果是太高的工藝,，那功耗沒法去做?！?/p>
ROHM之前推出的PMIC都受到了客戶的廣泛認可,，這款BD71837MWV被NXP認為是最優(yōu)化的解決方案，盡管NXP自己也有電源設計團隊,。BD71837MWV是ROHM配合NXP聯(lián)合開發(fā)的,，從設計到量產耗時1年左右，ROHM也會和NXP共享一些代理商的渠道,，終端客戶可能收到一個代理商出的貨,。
據悉，這款BD71837MWV樣品于2018年6月開始出售（800日元/個,，不含稅）,，預計今年10月開始以月產40萬個的規(guī)模投入量產，將有效縮短各種整機廠商的開發(fā)周期,。