dsp的供电电路设计是dsp应用系统设计的一个重要组成部分。tidsp家族(c6000和c54xx)要求有独立的内核电源和i/o电源,如tms320vc5402,它的内核电压是1.8v,i/o电压是3.3v。由于dsp一般在系统中要承担大量的实时数据计算,在其cpu内部,频繁的部件开关转换会使系统功耗大大增加。所以降低dsp内部cpu供电的核心电压无疑是降低系统功耗的最有效的办法之一。
虽然ti的dsp不要求内核电源和i/o电源之间有特殊的上电顺序,但是假如有一个电源低于正常的工作电压,设计时就要确保没有任何一个电源在这个时间段处于上电状态,如果违反此规则,将严重影响器件的长期可靠性。另外,从系统级考虑,总线竞争就要求按顺序上电。这种情况下,内核电源的上电就应当同步或提前于i/o控制器。
讲究供电次序的原因在于:如果只有cpu内核获得供电,周边i/o没有供电,对芯片是不会产生任何损害的,只是没有输入/输出能力而已;如果反过来,周边i/o得到供电而cpu内核没有加电,那么芯片缓冲/驱动部分的三极管将处于一个未知状态下工作,这是非常危险的。在有一定安全措施保障的前提下,允许两个电源同时加电,两个电源都必须在25ms内达到规定电平的95%。
1 输入电压等于3.3v的情况
1.1 使用场效应管和有pg引脚的直流电压转换器
这种方案是所有方案中最简单的一种。它用一个p沟道的场效应管作为电源分配开关。这种方法要求直流电压转换器具有pg(power good)引脚。在核电压输出未到达额定值之前,pg引脚一直输出为高。当核电压输出达到额定值后,pg引脚变低,驱动场效应管打开,把外部3.3v电压加到dsp的i/o上。所以,这种方法可以保持正确的上电顺序。
在断电时,当去除3.3v的外部电压后,svs检测到并马上输出一个reset高,关闭场效应管,这样就可以保证在去除核电压前去除i/o电压。同样,这里也有一个假设,那就是在3.3v的电压衰减后,直流电压变换器还能持续输出很短时间的电压。当然,这也是一个合理的假设。
在这个电路里,tps3824-33专门用来监测3.3v电压。这一系列的芯片可以监测1.1v到6v的电压,同时,svs还有看门狗引脚wdi供设计者使用。svs内部集成了一个带电复位生成器,只要其自身的供电电压在1v以上,就可以保证输出有效的reset信号。一旦监测电压低于阈值电压时,复位逻辑输出被激活并使处理器复位。
如果直流电压转换器有pg引脚,则可以如图2所示:把pg引脚和reset引脚用一个与门相连,输出到dsp的reset引脚。当svs的reset引脚输出为低,或者dc/dc的pg引脚输出为低(表示现在电源输出未达到正常),都将实现对dsp的复位操作。