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嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

2020-09-16 14:41 次阅读

平台硬件功能要求:32M/64M nor flash、64M sdram、10M/100M自适应网口、串口、SD卡接口USB主从口、实时时钟、4*4扫描键盘、I2C的e2rom蜂鸣器、A/D、CAN总线接口、VGA接口、数字液晶接口、音频接口电源管理等功能。

平台嵌入式操作系统要求:

1、linux:版本2.6.23 并可以运行google的android手机操作系统

2、Wince:6.0

电路板开发工具:capture CIS+Allegro

下面就开始我们的项目了。做硬件设计,首先考虑的是电源设计,所以今天讨论的主题就是PXA270电源电路设计。

Intel Xscale PXA270处理器是一个高度集成的SOC,并且针对电池供电的手持设备如PDA、3G手机等的应用做了优化,是希望以较低的功耗完成计算和多媒体应用的产品的理想选择。 它集成了丰富的“ 片内外设”,并专为无线应用包含了Intel最新的移动计算技术。主频在13~624 MHz内调节,为大多数移动应用提供足够的性能。

系统中这些包括音频功放、USB、LCD、MMC卡等不同的应用模块都要求不同功率级别的稳压源。电源管理指如何将电源有效分配给系统的不同组件,即负责整机的电源供给及供电管理调度。

PXA270的电源管理部分比较复杂。这里先讨论和硬件设计相关部分。

一、PXA270的电压需求及电流需求

嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

图1.1 典型电源电路

可以看出处理器需要外部提供的低电压有VCC_(CORE,PLL,SRAM),高电压有VCC_(IO、MEM、LCD、BB、USB、USIM)。并且外部电源管理芯片还提供了nVDD_FAULT和nBATT_FALT信号(这两个信号主要用于向处理器报告电源异常),而且可以接受处理器发出的SYS_EN和PWR_EN信号(这两个信号主要用于控制电源管理芯片的电压输出,以达到在睡眠模式下节电的目的)。

表1.1 电压需求

嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

本系统中VCC_BB和VCC_USIM不用,其它电压确定为:

VCC_BATT 3.0V
VCC_IO 3.3V
VCC_LCD 3.3V
VCC_MEM 3.3V
VCC_USB 3.3V
VCC_SRAM 1.1V
VCC_CORE 0.8—1.45V
VCC_PLL 1.3V

表1.2 VCC_CORE电流需求

嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

VCC_CORE 的电流受平台硬件配置和所运行的系统软件和应用的影响比较大,且和设定的工作频率相关。我们的平台要求最大可以运行在520M左右,那VCC_CORE要求至少可以提供1.45V及689mA左右的电流。

表1.3 其它电流需求

嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

二、选择合适的电源管理芯片

从上面的要求可以看到PXA270需要多种电压,而且最好能够匹配它的电源管理功能。电源芯片选择方案上来看主要有两种:1、分立元件 2、集成度高的电源管理芯片。

分立元件 指每个电压都单独特定的一个芯片来提供,优点是设计简单、价格也相对便宜;缺点是集成度低,占用pcb面积大、不易管理控制。

专用的电源管理芯片 指一个芯片可以提供PXA270所需的多路电压,并且提供管理功能,如:电压的动态调节,电压监测、开关控制等;缺点:性能复杂一些,设计难度稍大、价格也相对高一些,还有有些芯片在市场上不太好买。

经过比较,最终还是决定使用电源管理芯片(做嵌入式嘛,就是要不怕困难的精神,何况还有参考电路呢)。

目前,我知道的在PXA270上使用的比较成熟的电源管理芯片有两款,TI的tps65020和美信的MAX1856CETM。这两款芯片和PXA270连接的参考原理图手头上都有,价格差别也不大。最终选择了MAX1856CETM,主要还是考虑我有它的Allegro封装(有的时候理由就是这么简单)。

还有个问题,MAX1856CETM和tps65020目前北京都没货,得从深圳拿。目前还是选MAX1856CETM吧,毕竟有的开发板上用的就是它。如果最后实在不好拿货,再换别的方案。

MAX1856有AETM、BETM、CETM,3个功能、封装兼容的芯片。只是MAX1856CETM输出的电流最大。有个朋友用的是MAX1856A(这个要好买些),但说有时比较容易烧。参照表1.4及表1.2和表1.3,可以分析出之所以MAX1856A容易烧,是因为VCC_CORE 需求的电流很容易就超出MAX1586A所能提供的500mA。所以选择MAX1856C。

表1.4

关于MAX1586电源的功率还可以参考下面几个图:

嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

可见VCC_IO是满足的。 VCC_PLL VCC_SRAM的功率差不多,我想既然开发能正常用,所以这几个电压应该也是满足的。

三、MAX1856CETM的接线及功能分析

嵌入式操作系统PXA270电源电路设计

图1.2 MAX1856CETM和PXA270接线图

对本系统而言,由于采用的是外接电源的方式,所以不考虑电池充放电路的管理。图1.2是接线图,采用的是优龙开发板提供的参考图。由图可见,MAX1856C提供PXA270所需要的所有电压,图中:

VCC_CORE: 0.7----1.475V V,复位时1.3V

VCC_PLL:1.3V

VCC_SRAM:1.1V

VCC_BATT:3.0V

BTBT_IN:3.0V

需要注意的是BKBT_IN一定要有,不然系统启动不了。不接它的话jtag一复位系统的3.3V就会丢失,jtag连接就会断掉(这是一个朋友的经验,目前没分析出来原因)。

PWR_EN: 可以控制电压输出3、4、5的开关

SYS_EN: 可以控制电压输出1、6的开关

VCC_BAT: 不受控制,一直有

PWR_SCL和PWR_SDA:I2C输入口,可以用来控制VCC_CORE的电压(0.7—1.475V)

电源管理部分就到这了,后面要考虑“时钟部分”的设计了

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发表于 05-20 20:05 48次 阅读
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STEVAL-ILL033V1 STEVAL-ILL033V1基于所述STM32F103VET6用于多色LED矩阵演示板主/从控制

与PS2键盘接口用于数据输入单元 与LCD控制单元,用于显示文本和背景色彩选择 8块板可以串接使用扁平带状电缆 3种配置模式:数据输入,音频回放或示范 符合RoHS 在STEVAL- ILL033V1演示板功能作为一个完整的系统的STP24DP05 RGB LED驱动器的能力来驱动RGB LED矩阵显示面板,其显示的控制基板。完整的系统包括一个控制基板和一个RGB LED矩阵显示面板。
发表于 05-20 20:05 40次 阅读
STEVAL-ILL033V1 STEVAL-ILL033V1基于所述STM32F103VET6用于多色LED矩阵演示板主/从控制

STEVAL-IPM07F STEVAL-IPM07F基于STGIF7CH60TS-L SLLIMM 700瓦特电机控制电源板™第二系列IPM

电压:125 - 400伏 DC 额定功率:高达700瓦 额定电流:高达4.2 A 输入辅助电压:高达20 V DC 单或用于电流检测的三分流电阻(与感测网络) 对于当前两个选项感测:专用的运算放大器或通过MCU 过电流硬件保护 在STEVAL-IPM07F是基于小低的小型电动机驱动电源板-Loss智能模塑模块SLLIMM™2
发表于 05-20 20:05 59次 阅读
STEVAL-IPM07F STEVAL-IPM07F基于STGIF7CH60TS-L SLLIMM 700瓦特电机控制电源板™第二系列IPM

EVAL6482H-DISC 开发工具 探索L6482电机控制器

范围从10.5 V至为85V 相电流高达7.8 A 均方根 足迹为外部谐振器或晶体 切换电动机输入控制 键开始/左 - 停止/右 - 复位 就绪,忙碌,错误LED指示器 备用LED指标具体设计 在L6482发现是一个低成本的开发工具来探索L6482马达控制器。
发表于 05-20 20:05 49次 阅读
EVAL6482H-DISC 开发工具 探索L6482电机控制器

STM86312 STM863121/4至十一分之一占空比VFD控制器/驱动器

ernal resistor necessary for driver output (P-channel open drain + pull down resistor output) General purpose input port (4 bits) Many display modes (11 segments & 11 digits to 16 segments & 4 digits) Dimming circuit (eight steps) Key scanning (6 x 4 matrix) LED ports (4 chs, 20mA max) Serial interface (CLK, STB, DIN, DOUT) High-voltage output (VDD- 35V max) The STM86312 is a VFD (Vacuum Fluorescent Display) controller/driver that is driven on a 1/4 to 1/11-duty factor. It consists of 11-segments output lines, 6 grid output lines, 5 segments/grid output drive lines, a display memory, a control circuit, and a key scan circuit. Serial data are input to the STM86312 through a three-line serial interface. This VFD controller/driver is ideal as a peripheral device for a single-chip microcomputer....
发表于 05-20 20:05 18次 阅读
STM86312 STM863121/4至十一分之一占空比VFD控制器/驱动器

PM6776 PM6776带有PMBus 6 + 1的双通道数字VR13多相控制器™

尔® VR13 6 + 1相紧凑数字控制器 VR13符合25MHz的SVID总线rev.1.7 高性能数字控制回路(数字STVCOT™) 专有自动调谐技术 通过PMBus的完全可配置的™ AutoDPM - 自动动态相位管理 远程感; 0.5%Vout的精度与校准 使用校准 在PM6776是被设计为功率英特尔VR13处理器的高性能数字双控制器电流监测信号:所有所需的参数是通过PMBus的™接口编程。
发表于 05-20 19:05 31次 阅读
PM6776 PM6776带有PMBus 6 + 1的双通道数字VR13多相控制器™

CLOUD-ST25TA02KB CLOUD-ST25TA02KB评估板ST25TA系列

使用的印刷电路板用 ST25TA02KB-P NFC /在UFDFPN5ECOPACK®2包RFID标签 19平方毫米单层感性天线,蚀刻在PCB上 非接触式接口 TruST25™数字签名 NFC论坛类型4标签 ISO / IEC 14443类型A 106 kbps的数据速率 内部50 pF的调谐电容,从而实现了小电感天线设计 内存 256字节(2千位)EEPROM与NDEF数据支持 200年的数据保存 百万擦除 - 写周期耐力 128位的密码数据保护 用抗撕裂特征 数字垫 可配置的通用指示输出(GPO),例如,RF场检测 云ST25TA02KB是现成使用的演示板旨在评价T他ST25TA02KB-P设备。...
发表于 05-20 19:05 40次 阅读
CLOUD-ST25TA02KB CLOUD-ST25TA02KB评估板ST25TA系列

PA192 PA192PA192是用于在小的 硬币 的形式因子音频分析和特别适合于与传感器语音识别和语音asssistant应用程序 处理和无线产品加速器

发表于 05-20 11:05 47次 阅读
PA192 PA192PA192是用于在小的 硬币 的形式因子音频分析和特别适合于与传感器语音识别和语音asssistant应用程序 处理和无线产品加速器

TERARANGER EVO TeraRanger EvoLED测距仪 60米范围内仅重9克 完美的机器人 自动化和智能城市

发表于 05-20 11:05 52次 阅读
TERARANGER EVO TeraRanger EvoLED测距仪 60米范围内仅重9克 完美的机器人 自动化和智能城市

SENSIBLE SensiBLE准备使用的BLE上系统模块填充有传感器 低功率的ARM 32位Cortex®-M4 CPU和硬币型电池 今天加快物联网产品的研发!

发表于 05-20 11:05 72次 阅读
SENSIBLE SensiBLE准备使用的BLE上系统模块填充有传感器 低功率的ARM 32位Cortex®-M4 CPU和硬币型电池 今天加快物联网产品的研发!

EMB1061 EMB1061EMB1061是采用ST BlueNRG-132 BLE模块

发表于 05-20 11:05 66次 阅读
EMB1061 EMB1061EMB1061是采用ST BlueNRG-132 BLE模块

DHCOM STM32MP1 DHCOM STM32MP1该DHCOM STM32MP15x是我们的可插拔计算机模块系列(SODIMM-200)的一部分 它配备了新的STM32MP1系列处理器

发表于 05-20 11:05 295次 阅读
DHCOM STM32MP1 DHCOM STM32MP1该DHCOM STM32MP15x是我们的可插拔计算机模块系列(SODIMM-200)的一部分 它配备了新的STM32MP1系列处理器

FERRITE FLEXIBLE SHEET ANTENNAS Ferrite flexible sheet antennas用于NFC和RF-ID的小柔性片天线 结合了我们的高性能磁座

发表于 05-20 11:05 49次 阅读
FERRITE FLEXIBLE SHEET ANTENNAS Ferrite flexible sheet antennas用于NFC和RF-ID的小柔性片天线 结合了我们的高性能磁座

STEVAL-IPMM15B STEVAL-IPMM15B基于STIB1560DM2T-L SLLIMM第二系列MOSFET IPM 1500W的电机控制电源板

电压:125 - 400 VDC 额定功率:高达1500W的 允许的最大功率是关系到应用条件和冷却系统 额定电流:最多6 A 均方根 输入辅助电压:高达20 V DC 单或用于电流检测的三分流电阻(与感测网络) 电流检测两个选项:专用的运算放大器或通过MCU 过电流保护硬件 IPM的温度监测和保护 在STEVAL-IPMM15B是配备有SLLIMM(小低损耗智能模制模块)第二串联模块的小型电动机驱动电源板第二系列n沟道超结的MDmesh™DM2快速恢复二极管(STIB1560DM2T-L)。它提供了一种用于驱动高功率电机,用于宽范围的应用,如白色家电,空调机,压缩机,电动风扇,高端电动工具,并且通常为电机驱动器3相逆变器的负担得起的,易于使用的解决方案。...
发表于 05-20 10:05 52次 阅读
STEVAL-IPMM15B STEVAL-IPMM15B基于STIB1560DM2T-L SLLIMM第二系列MOSFET IPM 1500W的电机控制电源板
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