基于TPS54310的片上系统的电源电路设计

　　目前，片上系统（SOC）芯片已经在无线通信、工业控制、视频监控等领域得到了越来越广泛的应用，SOC系统需要考虑接口驱动电路、动态电源管理和电源电路等问题，其中，良好的电源电路是成功实现系统功能的重要保障。本文就应用于视频监控的TMS320DM64xx系列SOC外部电源电路的设计进行了讨论。

　　1 TMS3320DM64xx系列SOC对电源的要求

　　TMS3320DM64xx系列SOC是应用于数字视频的片上处理平台，具有DSP与ARM双核结构，需要内核与I／0两种电源，而内核电源又分为CVDD（1．2V）和CVDDDSP（1．2V），I／0电源分为DVDDl8（1．8V），DVDDR2（1．8V），DVDD33（3．3V）。由于通常TMS3320DM64xx用于嵌入式系统中，因而，电源电路设计不仅要考虑电压的精度、稳定度和外围电路的复杂度等问题，还要考虑低功耗问题，另外根据设计工艺，为了保证芯片正常工作，在系统上电、关机及稳压 *** 作时，对这几种电源还有一定的排序要求，如果违反该要求，可能降低器件的性能或永久损坏器件。

　　图1（a）、图1（b）分别显示的是内核电源之间以及内核电源与I／0电源之间的上电时序。内核电源的上电时序依赖复位时选择的DSP启动模式：如果DSP初始化模式被配置为自启动模式，要求两个内核电源同时上电；如果DSP被配置为主机启动模式（即ARM启动DSP），要求两个内核电源分别上电，CVIDD优先于CVDDDSP，而CVDDDSP必须在复位信号开启（关闭）之前上电。如图1（b）所示，I／O电源必须在CVDD电源上电后的100ns内上电，各个I／O电源的上电顺序没有要求。

　　根据TMS3320DM64xx SOC的数据手册，内核电源的最大电流为767mA，而I／O电源的最大工作电流是102 mA，参考TI提供的相关方案分析得出，性能优越的TPS543lx（x=0，l，2，3，4，5，6）系列DC／DC调节器符合系统设计要求，其中，TPS54310的输出可调，而没有内部补偿功能；其它芯片的输出不可调，而具有内部补偿。尽管具有内部补偿的芯片能够节约电路板空间并减少芯片总量，但由于多种型号芯片共存会引起调试难度的增大，故采用具有可调输出特性的TPS54310以降低系统调试难度。

　　2 TPS54310特性分析

　　TPS54310是一款开关电源调节器，其功能原理图如图2所示，能够实现低电压输入和高电流输出（输入电压范围为3～6V，输出电压在0．9~3．3V之间可调，输出电流为3A）；内部具有电压误差放大器，能够提高瞬态响应条件下的工作性能；可以分别从内部或外部设置慢启动方式；其良好的电源输出特性可用于处理器／逻辑复位、故障信号检测和连续电源。