主题中讨论的其他器件： SK-AM62
随着系统在功能增加的同时尺寸和功耗不断缩小、设计人员面临着如何为嵌入式处理器系统高效供电的挑战。 嵌入式处理器系统需要能够快速实施并优化布板空间的电源解决方案。 创建电源树的一种选择是对处理器、FPGA 或 SoC 的每个电源轨使用单独的电源稳压器集成电路(IC)。 这通常称为分立式解决方案。 另一个选项是使用多通道电源管理 IC 或 PMIC。
EV 充电、HMI 和 HVAC 控制器等更高级的电源解决方案需要具有电源时序、低功耗模式和监控元件等功能的高性能电源解决方案。 PMIC 将许多常见的电源管理功能统一到单个高能效芯片中、从而简化设计、缩小电源解决方案尺寸并优化处理器性能。 本应用报告比较了两种 Sitara AM62入门套件 EVM 电源解决方案、并概述了使用高度集成的 TPS65219 PMIC 相对于 分立式 稳压器方法的优势。
解决方案尺寸
TPS65219是一款高功率密度 PMIC、它在5mm x 5mm2或4mm x 4mm 的小型封装中集成了3个降压转换器和4个 LDO。 与为 AM62供电的分立式解决方案相比、TPS65219 PMIC 最多可以节省60%的电源解决方案尺寸。 分立式解决方案实现中使用的六个分立式电源 IC 可被单个 TPS65219芯片替代。 考虑每个解决方案中的无源组件时、TPS65219可进一步缩小整体 BOM 尺寸。 TPS65219具有高2.3MHz 开关频率、因此可使用更少或更小尺寸的电感器和输出电容器。 带 PMIC 的 AM62x 入门套件 EVM 可在此处获取： SK-AM62B-P1
下表根据 Vdd_core 操作的不同 AM62x 用例对 PMIC 与分立式解决方案尺寸以及元件数量进行了比较。 TPS65219 PMIC 采用集成来简化总 BOM、并将5mm x 5mm 的部件总解决方案尺寸减小到37.98mm2、4mm x 4mm 的部件总解决方案尺寸减小到46.98mm2。 此外、PMIC 解决方案将 BOM 组件总数从51个减少到27个。
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采用 TPS65219 PMIC 解决方案(4x4mm2封装)的 AM62 SK EVM |
采用 TPS65219 PMIC 解决方案(5x5mm2封装)的 AM62 SK EVM |
带有分立式解决方案的 AM62 SK EVM |
带有分立式解决方案的 AM62 SK EVM |
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VDD_内核运行 |
0.75V 或0.85V |
0.75V 或0.85V |
0.85伏 |
0.75伏 |
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IC 数量 |
1 |
1 |
6 |
7 |
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电感器数量 |
3 |
3 |
4 |
5 |
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电容器数量 |
15 |
15 |
15 |
18 |
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电阻器数量 |
8 |
8 |
15 |
15 |
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序列发生器组件 |
在 TPS65219 IC 中集成 |
在 TPS65219 IC 中集成 |
6 |
6 |
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BOM 组件总数 |
27 |
27 |
46 |
51 |
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总 BOM 大小 |
37.98毫米 |
46.98毫米 |
62.22mm |
78.16毫米 |
更高级别的系统控制、安全性和灵活性
AM62需要受控的上电和断电序列来正确运行子系统和下游元件。 对于必须按特定顺序开启的电压轨、电源时序至关重要、可确保安全可靠地运行。 电源轨定序还有助于错开通电期间的浪涌电流、这将降低系统应力并防止意外的反向偏置条件。
TPS65219 PMIC 通过内置的电压监控器和集成在 PMIC 中的数字序列发生器简化了 BOM。 同时、分立式 SK-AM62解决方案需要6个附加组件来启用菊花链序列、它具有与 TPS65219的序列发生器功能不同的控制级别和精度。 TPS65219序列发生器具有内置的存储器、可实现数字控制的时序和信息、并可通过 I2C 读回处理器。 与分立式实施相比、TPS65219数字电源序列发生器的优势是：
- 更少的外部组件数量和更小的尺寸。
- 更高的精度和序列定制。
- 可灵活地为系统中的其他外设或分立器件进行定序。 加电和断电序列也可通过 I2C 进行重新编程。
- 监控功能、例如过压和欠压、故障标志以及安全状态转换。
Linux 驱动程序优势
TPS65219可通过推送到 kernel.org 上 Linux 内核的 PMIC 特定 Linux 驱动程序、实现节能并优化 AM62的性能。 这些经过认证和测试的驱动器已集成到 AM62 SK 中、对电源轨电压和电源定序等细节实现了出色的控制。 专为这些 PMIC 开发的 Linux
驱动器使系统能够触发重新启动、软重启和低功耗模式；它们还能实现动态电压调节、使降压转换器电压符合系统的当前功率需求。
PMIC 驱动器特性
- U-boot1 Linux (加载到 MPU)
- I2C 驱动器
- 稳压器控制(V、MODE)
- SD 卡选择和电压控制
- 低功耗模式"STBY"
- 动态电压调节
- 软件关断
- PB 启动和关断
- 复位
- 中断查询和服务
- GPIO 控制
- Uboot 和内核(Linux)中的上游驱动程序、存储库中具有硬件更新
- 内核和 Uboot 的自动测试2
加快产品上市速度
TPS65219是与 AM62共同开发的、以满足所有电源规格并优化处理器及其主要外设的性能、例如 microSD 卡和 LPDDR4/DDR4存储器。 TPS65219提供多种出厂编程配置、可为多种 AM62用例供电。 有关这些配置的更多信息、请参阅"使用 TPS65219 PMIC 为 AM62x 供电" 应用手册。
概要
与分立式电源设计相比、利用 PMIC 可减小系统尺寸和布局、并提供其他片上监控和诊断功能。 TPS65219 PMIC 可以优化解决方案尺寸、允许更高级别的系统控制、安全和灵活性、同时还可以缩短上市时间。