復雜處理器的上電時序設計

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序， 本文以i.MX6UL應用處理器為例，設計中就必須要滿足芯片手冊的上電時序、掉電時序，否則在產品使用時可能會出現(xiàn)以下情況，第一，上電階段的電流過大;第二，器件啟動異常;第三，最壞的情況會對處理器造成不可逆的損壞?？梢姡舷码姇r序對于確保系統(tǒng)的可靠運行起著重要的作用。

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序，以i.MX6UL應用處理器為例，設計中就必須要滿足芯片手冊的上電時序、掉電時序，否則在產品使用時可能會出現(xiàn)以下情況，第一，上電階段的電流過大;第二，器件啟動異常;第三，最壞的情況會對處理器造成不可逆的損壞?？梢?，上下電時序對于確保系統(tǒng)的可靠運行起著重要的作用。以下對i.MX6UL的電源框圖進行說明，然后對其上電時序、掉電時序電路設計進行介紹。

一、i.MX6UL上下電時序要求

上電時序：

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，請確保在開啟任何其他電源之前將其連接。

3. 應在VDD_SOC_IN 之前開啟VDD_HIGH_IN。

掉電時序：

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模塊及實時時鐘模塊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，以滿足掉電保持實時時鐘的應用需求，但如果使用紐扣電池為VDD_SNVS_IN 供電，請確保在開啟任何其他電源之前將其連接。

2. 由前面上電時序可知，VDD_HIGH_IN可與VDD_SNVS_IN電源一起最先上電。在系統(tǒng)需要掉電保持實時時鐘的情況下，由于VDD_HIGH_IN功耗較高，因此在保持實時時鐘的情況下，需要將該兩路電源需要分開處理?？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，以達到上電的時序要求，如下圖所示。

3. 由上電時序可知,VDD_SOC_IN上電時序要遲于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電源使能管腳以滿足VDD_HIGH_IN上電先于VDD_SOC_IN的要求，如下圖所示。

4. 根據(jù)掉電時序要求，掉電優(yōu)先順序只要滿足 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現(xiàn)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(tǒng)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電流通過電阻R734及MOS管Q705導通到GND， VDD_SOC_IN電壓通過DISCHG_EN信號控制MOS管Q707快速掉電，如下圖所示。

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

i.MX6UL掉電時序波形如下圖所示。

上下電時序完整波形圖如下圖所示。

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