EPM7128在TMS320LF2407A系統中電平轉換的應用

1. EPM7128SLC84-15簡(jiǎn)述

　　EPM7128SLC84-15是Altera公司推出的MAX7000S 系列的CPLD(Complex Programmable Logic Device);采用CMOS E2PROM工藝，傳輸延遲僅為5ns;內部具有豐富的資源--128個(gè)觸發(fā)器、2500個(gè)用戶(hù)可編程門(mén);而且具有68個(gè)用戶(hù)可編程的IO口，為系統定義輸入、輸出和雙向口提供了極大的方便;為了比較適合混合電壓系統，通過(guò)配置，輸入引腳可以兼容3.3V/5V邏輯電平，輸出可以配置為3.3V/5V邏輯電平輸出。EPM7128同時(shí)還提供了JTAG接口，可進(jìn)行ISP編程，極大地方便了用戶(hù)。

　　2. 電源設計

　　TMS320LF2407A的工作電壓是3.3V，而系統中許多常用外圍器件的主要工作電壓通常是5V，因此以TMS320LF2407A為核心構成的應用系統必然是一個(gè)混合電壓系統。系統中不僅要求有3.3V的電源，還要求有5V的電源。設計的目標就是減少所需電源的數目，并減少產(chǎn)生這些電源電壓所需器件的數目。為了減少多電源所需的額外器件的數目，不少廠(chǎng)家提供了產(chǎn)生多種電壓的芯片。同時(shí)，隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì )出現更多的低電壓器件，從而逐漸消除對多電源的要求和產(chǎn)生這些電源的花費和復雜性。 對于TMS320LF2407A應用系統而言，首先要解決的就是3.3V電源問(wèn)題。解決3.3V電源通常有以下幾種方案。

　　2.1 電阻分壓

　　利用電阻分壓的方法，其原理如圖1所示。其成本比較低并且結構簡(jiǎn)單，可以作為一種應急的方案。但是，該電路實(shí)際的輸出電壓顯然要小于3.3V，并且隨著(zhù)負載的變化，輸出電壓也會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)。此外，這種電路的無(wú)功功耗也比較大。

圖1 電阻分壓原理圖

　　2.2 直接采用電源模塊

　　考慮到開(kāi)關(guān)電源設計的復雜性，一些公司推出了基于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的低電壓輸出電源模塊。這些模塊可靠性和效率都很高，電磁輻射小，而且許多模塊還可以實(shí)現電源隔離。這些電源模塊使用方便，只需增加很少的外圍元件，但是價(jià)格比較昂貴。

　　2.3 利用線(xiàn)性穩壓電源轉換芯片

　　線(xiàn)性穩壓芯片是一種最簡(jiǎn)單的電源轉換芯片，基本上不需要外圍元件。但是傳統的線(xiàn)性穩壓器，如LM317，要求輸入電壓比輸出電壓高2V或者更大，否則就不能夠正常工作。因此對于5V的輸入，輸出并不能夠達到3.3V。面對低壓電源的需求，許多電源芯片公司推出了低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)。這種電源芯片的壓差只有1.3V~0.2V，可以實(shí)現5V轉3.3V的要求。LDO所需的外圍器件數目少、使用方便、成本較低、紋波小、無(wú)電磁干擾。例如，TI公司的TPS73xx系列就是TI公司為配合DSP而設計的電源轉換芯片，其輸出電流可以達到500mA，且接口電路非常簡(jiǎn)單，只需接上必要的外圍電阻，就可以實(shí)現電源轉換。該系列分為固定電壓輸出的芯片和可調電壓輸出的芯片，但這種芯片通常效率不是很高。

　　綜合幾種電源的優(yōu)缺點(diǎn)，DSP系統采用LDO芯片TPS7333。此芯片是TI公司專(zhuān)門(mén)為3.3V低壓系統設計的，它是固定輸出3.3V，且有上電產(chǎn)生DSP系統復位所需的信號。此外它輸出電流可達幾百毫安，輸出功率完全能夠滿(mǎn)足系統所需。