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　　我們的地球?qū)⒆兊酶又悄?在日常生活中,越來(lái)越多的產(chǎn)品搭載電子處理器——憑借這些器件的性能,我們的生活變得更加輕松。那么,我們應(yīng)如何通過(guò)更好、更有效的方式為眾多處理器供電呢?

　　物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能城市...很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),許多人認(rèn)為這都是空想。然而,毋庸置疑,越來(lái)越多的具體應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)走進(jìn)我們的生活,或者將在我們的日常工作中鋒芒畢露。

　　物聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)主題的關(guān)鍵在于連接性:不管是家用恒溫器還是汽車,各種設(shè)備都相互連接,而且彼此通信或與云端通信。數(shù)據(jù)吞吐量和傳輸速率的提高意味著我們需要新技術(shù),比如5G等。此外,我們不能忘記另一個(gè)事實(shí):如果計(jì)算能力不夠,那么設(shè)備的功能以及連接性就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

　　正確的處理器

　　如今,設(shè)備必須搭載應(yīng)用處理器才能實(shí)現(xiàn)更多功能。連接云端或其他設(shè)備是其任務(wù)之一,但是與用戶通信尤其需要較強(qiáng)的算力:高質(zhì)量的視頻、2D和3D圖形以及語(yǔ)音控制都需要采用更先進(jìn)的處理器。

　　NXP? Semiconductors(以下簡(jiǎn)稱“恩智浦公司”)i.MX 8M Mini系列就是這種處理器。為了獲得更合適的指令/瓦數(shù),恩智浦公司i.MX 8M Mini集成了多達(dá)四個(gè)1.8GHz的Arm? Cortex? A53內(nèi)核,以及一個(gè)400MHz的Arm Cortex M4。

　　i.MX 8M Mini系列支持1080p視頻處理、2D/3D圖形、高級(jí)音頻功能和各種高速接口。這使得它們成為各種消費(fèi)應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。

　　電源

　　僅選擇適當(dāng)?shù)奶幚砥魇遣粔虻?。您還必須為這些器件提供電源。電源設(shè)計(jì)通常是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù):處理器需要各種不同的高精度電源電壓,這些電源電壓全都必須經(jīng)過(guò)精確排序才能啟動(dòng)或關(guān)閉處理器。此外,存儲(chǔ)器和各種外圍器件也需要電源。當(dāng)然,您可以使用許多單個(gè)穩(wěn)壓器,然而,電路板的空間通常非常有限而且器件的上電順序可能非常復(fù)雜。

　　顯然,此問(wèn)題的解決方案就是使用電源管理IC(PMIC)。適當(dāng)?shù)腜MIC能夠在很小的空間內(nèi)整合各種電源,減少所需的外部組件數(shù)量,為功能豐富的應(yīng)用提供更多輔助功能,并且集成了電源排序功能。與單個(gè)穩(wěn)壓器加控制邏輯相比,PMIC是一種效率更高的解決方案。

　　為了充分利用PMIC的優(yōu)勢(shì),我們得針對(duì)相應(yīng)的處理器進(jìn)行定制。比如,羅姆的全新BD71847AMWV就針對(duì)恩智浦公司的i.MX 8M mini應(yīng)用處理器進(jìn)行了優(yōu)化。

　　羅姆全新PMIC為恩智浦公司i.MX 8M mini處理器提供更出色的供電方式

　　羅姆的解決方案

　　該P(yáng)MIC集成了i.MX 8M mini應(yīng)用處理器、DDR存儲(chǔ)器和常見(jiàn)系統(tǒng)I/O所需的所有電源:六個(gè)DC/DC降壓穩(wěn)壓器,六個(gè)LDO和一個(gè)用于SDXC卡的1.8V/3.3V電源開(kāi)關(guān)。此外,該P(yáng)MIC還配備了一個(gè)可支持各種應(yīng)用場(chǎng)景的可編程電源控制時(shí)序器?？蛻艨梢酝ㄟ^(guò)OTP配置和/或通過(guò)軟件對(duì)許多工作參數(shù)(比如輸出電壓、轉(zhuǎn)換速率、電源狀態(tài)轉(zhuǎn)換、復(fù)位行為等)進(jìn)行配置。該P(yáng)MIC還具有廣泛的監(jiān)視和保護(hù)電路,這使其性能更加完善。

　　BD71847AMWV在單個(gè)芯片上集成了系統(tǒng)所需的各種電源

　　這些功能全都集成在一個(gè)緊湊的56腳7mm x 7mm QFN封裝中。該引腳布局旨在輕松與恩智浦公司i.MX 8M mini處理器以及DDR存儲(chǔ)器相連接。由于完全集成的多個(gè)降壓穩(wěn)壓器只需一個(gè)輸出電容,因此實(shí)現(xiàn)了更小巧的BOM。與分立解決方案相比,通過(guò)集成所有必需的組件,該P(yáng)MIC的組件減少了約52%,PCB面積減少了多達(dá)53%(單面貼裝的三類PCB)。如果是雙面貼裝,電路板面積可降至300mm2以下。該P(yáng)MIC的輸入電壓范圍為2.7V到5.5V,且可支持多種電源電壓,比如單節(jié)鋰離子電池、USB輸入和電源等等。

　　BD71847AMWV具備為整個(gè)系統(tǒng)供電的能力,其內(nèi)置的六個(gè)完整DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器可提供16.5A的電流,六個(gè)LDO可提供超過(guò)1.1A的電流。憑借脈沖寬度自動(dòng)選擇和脈沖頻率調(diào)制功能,該芯片可在較寬的輸出電壓和負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效功率轉(zhuǎn)換。各種降壓穩(wěn)壓器均使用集成電源開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)頻率為2MHz/1.5MHz,因此可以使用薄型電感。其輸出電壓可以在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行編程,并且兩個(gè)降壓穩(wěn)壓器均采用現(xiàn)代SoC要求的動(dòng)態(tài)電壓縮放(DVS)工作方式,以實(shí)現(xiàn)處理器更出色的單任務(wù)能耗性能。經(jīng)過(guò)優(yōu)化,該芯片的電源架構(gòu)允許LDO穩(wěn)壓器以同類更優(yōu)異的總效率提供能量,從而實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)的工作時(shí)間和更優(yōu)異的散熱性能表現(xiàn)。各種LDO穩(wěn)壓器均具有可編程輸出電壓,并可提供300mA的電流輸出能力。

　　BD71847AMWV還集成了一個(gè)可配置的電源時(shí)序器,可對(duì)其12個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器/線性穩(wěn)壓器的啟動(dòng)時(shí)序進(jìn)行編程,包括根據(jù)SoC的要求調(diào)節(jié)其輸出電壓。處理器的電源模式轉(zhuǎn)換通過(guò)握手I/O接口和可編程電源按鈕觸發(fā)。器件中多功能單刀開(kāi)關(guān)電源按鈕的行為可通過(guò)I2C接口在廣泛的范圍內(nèi)進(jìn)行編程。該接口的輸入耐壓范圍較寬,不需要電平轉(zhuǎn)換器。該接口還可用于修改電氣性能,比如輸出電壓、DVS斜率(如適用)、工作模式等。為確保系統(tǒng)安全,該P(yáng)MIC還包含一個(gè)32.768kHz晶振驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器。

　　羅姆還提供了一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境,以幫助用戶輕松評(píng)估BD71847AMWV。恩智浦公司i.MX 8M mini評(píng)估套件中已嵌入電源管理IC BD71847AMWV,相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器也已集成到評(píng)估套件的板級(jí)支持包中。

　　恩智浦公司i.MX 8M mini評(píng)估套件中已嵌入電源管理IC BD71847AMWV

　　功能特點(diǎn):

　　- 輸入電壓范圍:2.7V至5.5V

　　- 6個(gè)可編程快速開(kāi)關(guān)DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器

　　- 6個(gè)通用LDO

　　- 用于高速SDXC卡的1.8V/3.3v電源多路復(fù)用器

　　- 低成本BOM——同時(shí)解決元件容差、偏置和熱劣化以及老化等問(wèn)題

　　- 可實(shí)現(xiàn)更低功耗、改良工作時(shí)間和更優(yōu)異散熱性能的優(yōu)化電源架構(gòu)

　　- OTP可配置、軟件可編程電源控制時(shí)序器

　　- 與i.MX 8M Mini兼容的電源控制硬件邊帶信令

　　- 單刀多功能電壓按鈕功能

　　- 32.768kHz晶振驅(qū)動(dòng)器

　　- 廣泛的保護(hù)功能(軟啟動(dòng)、電源軌錯(cuò)誤檢測(cè)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等)

　　- 電源電壓容限I2C I/F(最大1 MHz)