復雜處理器的上電時(shí)序設計

　　為確保芯片能可靠的工作，應用處理器的上下電通常都要遵循一定時(shí)序， 本文以i.MX6UL應用處理器為例，設計中就必須要滿(mǎn)足芯片手冊的上電時(shí)序、掉電時(shí)序，否則在產(chǎn)品使用時(shí)可能會(huì )出現以下情況，第一，上電階段的電流過(guò)大;第二，器件啟動(dòng)異常;第三，最壞的情況會(huì )對處理器造成不可逆的損壞?？梢?jiàn)，上下電時(shí)序對于確保系統的可靠運行起著(zhù)重要的作用。

　　為確保芯片能可靠的工作，應用處理器的上下電通常都要遵循一定時(shí)序，以i.MX6UL應用處理器為例，設計中就必須要滿(mǎn)足芯片手冊的上電時(shí)序、掉電時(shí)序，否則在產(chǎn)品使用時(shí)可能會(huì )出現以下情況，第一，上電階段的電流過(guò)大;第二，器件啟動(dòng)異常;第三，最壞的情況會(huì )對處理器造成不可逆的損壞?？梢?jiàn)，上下電時(shí)序對于確保系統的可靠運行起著(zhù)重要的作用。以下對i.MX6UL的電源框圖進(jìn)行說(shuō)明，然后對其上電時(shí)序、掉電時(shí)序電路設計進(jìn)行介紹。

　　一、i.MX6UL上下電時(shí)序要求

　　上電時(shí)序：

　　1.VDD_SNVS_IN 必須單獨或與VDD_HIGH_IN 一起(短接)上電，在這之后其他電源才能上電。

　　2.如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電，請確保在開(kāi)啟任何其他電源之前將其連接。

　　3.應在VDD_SOC_IN 之前開(kāi)啟VDD_HIGH_IN。

　　掉電時(shí)序：

　　1.VDD_SNVS_IN 必須單獨或與VDD_HIGH_IN 一起(短接)下電，在這之前其他電源必須全部完成下電。

　　2.如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電，請確保在關(guān)閉任何其他電源之后將其移除。

　　二 、i.MX6UL電源管理單元-PMU

　　三、要點(diǎn)分析

　　1.從i.MX6UL電源管理單元圖可知，最先供電的VDD_SNVS_IN管腳是作為內部LDO_SNVS的輸入，其輸出電壓VDD_SNVS_CAP是向SNVS模塊及實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊OSC32K供電。 如需在掉電情況下保持RTC，則VDD_SNVS_IN需單獨進(jìn)行供電，否則可以與VDD_HIGH_IN接一起。VDD_SNVS_IN設計中可預留紐扣電池方案，以滿(mǎn)足掉電保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘的應用需求，但如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電，請確保在開(kāi)啟任何其他電源之前將其連接。

　　2.由前面上電時(shí)序可知，VDD_HIGH_IN可與VDD_SNVS_IN電源一起最先上電。在系統需要掉電保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘的情況下，由于VDD_HIGH_IN功耗較高，因此在保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘的情況下，需要將該兩路電源需要分開(kāi)處理?？衫肧NVS電源域下的控制信號PMIC_ON_REQ使能后上電的電源模塊，以達到上電的時(shí)序要求，如下圖所示。

　　3.由上電時(shí)序可知,VDD_SOC_IN上電時(shí)序要遲于VDD_HIGH_IN，因此在電路設計中，可使用VDD_HIGH_IN電源芯片的控制信號使能VDD_SOC_IN的電源，如下圖所示為使用VDD_HIGH_IN供電芯片的PG信號使能VDD_SOC_IN供電芯片的使能管腳。

　　使用DCDC_3V3_PG控制VDD_SOC_IN電源使能管腳以滿(mǎn)足VDD_HIGH_IN上電先于VDD_SOC_IN的要求，如下圖所示。

　　4.根據掉電時(shí)序要求，掉電優(yōu)先順序只要滿(mǎn)足 VDD_SNVS_IN最后掉電即可。設計中加入相應的可控掉電電路，可使后級的濾波電容快速放電從而實(shí)現掉電的先后順序，如下圖所示為DCDC_3V3的掉電電路，DCDC_3V3為VDD_HIGH_IN供電。工作原理：系統掉電后，PMIC_ON_REQ由高電平變?yōu)榈碗娖?，從而使DISCHG_EN信號變?yōu)楦唠娖?，從而使DCDC_3V3電流通過(guò)電阻R734及MOS管Q705導通到GND， VDD_SOC_IN電壓通過(guò)DISCHG_EN信號控制MOS管Q707快速掉電，如下圖所示。

　　i.MX6UL上電時(shí)序波形如下圖所示，其中VDD_SOC_IN為內核電壓-1.35V。

　　i.MX6UL掉電時(shí)序波形如下圖所示。

　　上下電時(shí)序完整波形圖如下圖所示。

　　M6G2C采用i.MX6UL處理器，滿(mǎn)足芯片手冊嚴格的上下電時(shí)序，是一款工業(yè)控制核心板,采用 Freescale Cortex-A7 528MHz主頻的處理器，以先進(jìn)的電源管理架構帶來(lái)更低功耗。標配8路UART、2路USB OTG、2路CAN-Bus、2路以太網(wǎng)等接口;標配128/256MB DDR3和128/256MB NAND Flash、硬件看門(mén)狗;通過(guò)嚴格EMC和高低溫測試，確保核心板在嚴酷的環(huán)境下穩定工作。