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DSP電源系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-12-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

自從美國(guó)TI公司推出通用可編程芯片以來,技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。是DSP應(yīng)用的一個(gè)重要組成部分,低是DSP的發(fā)展方向。由于DSP一般在中要承擔(dān)大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算,在CPU內(nèi)部,頻繁的部件轉(zhuǎn)換會(huì)使系統(tǒng)大大增加,降低DSP內(nèi)部CPU供電的核電壓是降低系統(tǒng)的有效方法,因此TI公司的DSP大多采用低電壓供電方式。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180141.htm

  從一定程度上說,選擇什么樣的DSP就決定系統(tǒng)處于什么樣的功耗層次。在實(shí)際應(yīng)用中,系統(tǒng)直接決定了DSP能否在高性能低功耗的情況下工作,因此,一個(gè)穩(wěn)定而可靠的電源系統(tǒng)是至關(guān)重要的。

  TI公司最新推出的TPS6229X系列開關(guān)電源芯片有兩種工作模式:PWM模式和節(jié)能模式。在額定負(fù)載電流下,芯片處于PWM模式,高效穩(wěn)定的為DSP供電,當(dāng)負(fù)載電流降低時(shí),芯片自動(dòng)轉(zhuǎn)入節(jié)能模式,以減小系統(tǒng)功耗,適宜于DSP系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì),本文主要介紹了該芯片的特點(diǎn),并給出了基于此芯片的DSP電源電路。

  l DSP電源特點(diǎn)

  1.1 電源要求

  TI公司的DSP需要給CPU、FLASH、ADC及I/O等提供雙電源供電,分別為1.8V或2.5V核電源和3.3V的I/O電源,每種電源又分為數(shù)字電源和模擬電源,即數(shù)字1.8V(2.5V)、模擬1.8V(2.5V),數(shù)字3.3V,模擬3.3V。相對(duì)與模擬電源和數(shù)字電源,也要求有模擬地和數(shù)字地。數(shù)字電源與模擬電源單獨(dú)供電,數(shù)字地與模擬地分開,單點(diǎn)連接。

  DSP大多采用數(shù)字電源供電,可以通過數(shù)字電源來獲得模擬電源,主要有兩種方式: (1)數(shù)字電源與模擬電源、數(shù)字地與模擬地之間加電感或鐵氧體磁珠構(gòu)成無源濾波網(wǎng)絡(luò)。鐵氧體磁珠在低頻時(shí)阻抗很低,在高頻時(shí)很高,可以抑制高頻干擾,從而消除數(shù)字電路的噪聲。 (2)采用多路穩(wěn)壓器。方法(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能滿足一般的應(yīng)用要求,方法(2)有更好的去耦效果,但電路復(fù)雜成本高。

  1.2 供電次序

  TI公司DSP采用雙電源供電,因此,需要考慮上電、掉電順序。大部分DSP芯片要求內(nèi)核電壓先上電,I/O電壓后上電。因?yàn)槿绻挥蠧PU內(nèi)核獲得供電,周邊I/O沒有供電,對(duì)芯片不會(huì)產(chǎn)生損害,只是沒有輸入輸出能力而已;如果周邊I/O獲得供電而CPU內(nèi)核沒有加電,那么DSP緩沖驅(qū)動(dòng)部分的三極管處于未知狀態(tài)下工作,這是很危險(xiǎn)的。但是也有要求I/O電壓先上電,內(nèi)核電壓后上電,如TMS320F2812。

  在設(shè)計(jì)不同DSP芯片的電源系統(tǒng)時(shí),要根據(jù)其不同的電源特點(diǎn),否則可能造成整個(gè)電源系統(tǒng)的損壞。

  2 TPS62290芯片介紹

  2.1 芯片特點(diǎn)

  TPS62290是TI公司最新推出的高效率同步降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器,應(yīng)用于手機(jī)、掌上電腦、便攜式媒體播放器以及低功耗DSP電源設(shè)計(jì)中,其主要有以下特點(diǎn):

  • 輸出電流高達(dá)1000mA
  • 輸入電壓范圍為2.3~6V
  • 固定工作頻率為2.25MHz
  • 輸出電壓誤差范圍為一1.5%~1.5%
  • 輕載下采用節(jié)能模式
  • 靜態(tài)電流約15μA
  • 最大占空比為100%
  • 芯片采用2×2×0.8mm SON封裝

  圖l是TPS62290封裝圖,各引腳功能如表l所示。

TPS62290封裝圖


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