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Sitara系列芯片电源管理设计

【摘要】:在电源管理方面,仍以AM 335X的实现为主进行介绍。3mW的待机功耗虽然无法和DM 3730的0.1mW相比,但是普通的便携设备也是可以接受的。在voltage domain实现方面,AM 335X实现了两个voltage domain分别是VDD_CORE和VDD_RTC。从AM 335X电源管理的设计细节可以看出技术方案还是多种多样的。

电源管理方面,仍以AM 335X的实现为主进行介绍。

1.AM 335X使用的电源管理技术介绍

由于AM 335X需要满足便携式消费电子产品的需求,所以在电源管理技术方面使用了DVFS和AVS。另外AM 335X也允许系统进入完全待机状态,和DM 3730不同的是待机时AM 335X功耗大概3mW左右。3mW的待机功耗虽然无法和DM 3730的0.1mW相比,但是普通的便携设备也是可以接受的。

2.AM 335X电源管理模块详解

AM 335X在电源管理的实现虽然使用的技术是全面的,但是如果和DM 3730在PRCM的实现进行比较,AM 335X的实现还是做了比较多的精简。完全待机3mW功耗也能看出这种精简的结果。

在voltage domain实现方面,AM 335X实现了两个voltage domain分别是VDD_CORE和VDD_RTC。所有核心模块都放在了VDD_CORE中,只要将RTC这个需要单独供电的模块放入VDD_RTC中,就能保证RTC在其他模块下工作的情况下仍然可以工作,确保时间的准确。

在power domain实现方面,AM 335X实现了多个power domain:为了能唤醒系统提供了WKUP power domain,ARM单独是一个power domain称作MPUpower domain;RTC在RTCpower domain中;大部分外设则在PER power domain中。和DM 3730一样,WKUP还包含一些外设模块,可以用来唤醒系统,但是为了设计的简单,并未实现WKUP domain之外模块通过I/O唤醒系统,这样就又比DM 3730设计简单了许多。

在时钟管理方面,AM 335X直接通过Core PLL分频出几个时钟供大部分的外设模块使用。Core PLL的时钟树如图2-15所示,图2-15引自《AM 335X芯片手册》中第893页框图,从图中可以看出其输出有限的几个时钟如L3F_CLK、L3S_CLK等,Core PLL的时钟输出与各外设模块的对应关系见表2-6。(www.chuimin.cn)

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图2-15 AM 335X Core PLL时钟树

表2-6 Core时钟输出对应的设备模块

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系统中还有一些时钟(如ARM的时钟)也是通过类似Core PLL的方式由PLL输出的,这里就不再赘述,具体细节可见《AM 335X芯片手册》第8.1.6节。

在WKUP的设计中,AM 335X在待机和唤醒控制方面,通过将Cortex-M3放入WKUPdomain中,然后采用软件控制的方式实现相应的功能,没有像DM 3730那样直接用硬件实现复杂的控制逻辑。相对于硬件来说软件开发成本较低,将这部分用成熟核心和软件共同实现,可以提高硬件的稳定性,降低成本,虽然效果没有单独设计硬件好,但是综合下来在满足需求的情况下,该实现方案还是很有优势的。

从AM 335X电源管理的设计细节可以看出技术方案还是多种多样的。符合需求,性价比好才是最好的,“只选对的,不选贵的”在设计中也非常适用。