多電源供電系統(tǒng)的上電時序設(shè)計

張妞

摘要：隨著高速數(shù)字信號的快速發(fā)展，上電時序?qū)Χ嗪颂幚砥骱透咚俳涌诩呻娫吹脑O(shè)計變得越來越重要。嚴格的上電時序保證設(shè)備不會損壞，并進入良好的工作狀態(tài)。基于CPLD的多功率上電時序控制設(shè)計更加可靠、穩(wěn)定和精確。

關(guān)鍵詞：多電源;供電系統(tǒng);上電時序;設(shè)計

引言

隨著高速數(shù)字信號的快速發(fā)展，數(shù)字信號的處理方法越來越豐富。具有集成多核和高速接口的處理器為復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計提供了便利和靈活性。電源在整個設(shè)計中是不可缺少的。上電時序分步操作是打開各種集成電路模塊大門的最重要的事情。嚴格的上電時序確保設(shè)備不會損壞，并進入良好的工作狀態(tài)。然而，傳統(tǒng)的上電時序是由一個定時控制電路（延時電路）控制的，它容易受到外界環(huán)境，如溫度等因素的影響。基于CPLD控制的上電時序比延時電路更可靠、更穩(wěn)定、更精確。

一、多電源的上電時序

在集成電路的設(shè)計中，整個系統(tǒng)或主板上有多個電源，如5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.2V等。從開機上電到內(nèi)核上電再到核心上電（中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列、數(shù)字信號處理器）輸入輸出上電，整個上電過程都有嚴格的時序控制，上電控制的時序就是上電時序。許多設(shè)備，如中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列和數(shù)字信號處理器，具有不同的電源電壓和不同的上電時序。對于同一器件，內(nèi)核與I0之間的上電時序也有嚴格要求。混亂的通電時間會導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰或設(shè)備損壞。嚴格的通電時間確保設(shè)備不會損壞并進入良好的工作狀態(tài)。

在傳統(tǒng)的上電定時控制中，采用延時電路進行控制。當設(shè)置延時電路時，數(shù)據(jù)手冊通常給出上電軟啟動計算公式。根據(jù)該公式確定通電時間，不同的電源模塊將有不同的計算公式。然而，延時電路的器件電容容易受到溫度的影響，使得上電時序不準確。

二、上電、掉電時序的有關(guān)問題及注意事項

（一）上電、掉電時序中出現(xiàn)的問題

為了保證芯片的可靠運行，應(yīng)用處理器的通電和斷電通常遵循一定的時間順序。以i.MX6UL應(yīng)用處理器為例，在設(shè)計中必須滿足芯片手冊的開機和關(guān)機時序，否則在使用產(chǎn)品時可能會出現(xiàn)以下情況。其一，上電階段的電流過大;其二，設(shè)備啟動異常。其三，最壞的情況會對處理器造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。可以看出，通電和斷電定時在保證系統(tǒng)可靠運行方面起著重要作用。

（二）上電、掉電時序中的注意事項

（1）上電時序

1.VDD_SNVS_IN必須單獨或與VDD_HIGH_IN一起通電，之后其他電源才能通電。

2.如果VDD_ SNVS_因由紐扣電池供電，請確保在打開任何其他電源之前將其連接。

3.VDD高速應(yīng)在VDD高速之前打開。

（2）掉電時序

1.VDD_SNVS_IN必須單獨或與VDD_HIGH_IN一起斷電，并且在此之前必須關(guān)閉所有其他電源。

2.如果VDD_ SNVS_因由紐扣電池供電，請務(wù)必在關(guān)閉任何其他電源后將其移除。

（3）基于CPLD基礎(chǔ)上的上電時序控制

為了實現(xiàn)更準確和穩(wěn)定的上電時序，對原上電時序模式進行了改進。CPLD用于控制著名電源的上電時序。在DC-DC線性調(diào)節(jié)器模塊中，“開/關(guān)”或“EN/SSN”引腳用于使能電源模塊的輸出。本文的設(shè)計是利用CPLD來控制這些使能引腳，從而達到精確控制電源上電時序的目的。

該設(shè)計采用可編程邏輯器件CPLD，具有很強的靈活性。用硬件描述語言編程。首先，禁止所有電源模塊輸出。利用中央處理器、可編程門陣列、數(shù)字信號處理器等器件的復(fù)位功能：通過對可編程邏輯器件的計數(shù)來控制使能信號的延時輸出，從而達到精確控制上電時序的目的。使能信號使電源模塊能夠輸出各種電壓并檢測各種電壓的輸出。當電壓正確時，輸出電壓后時鐘信號使能，然后復(fù)位完成。當電壓不正確時，報警復(fù)位和其他過程被觸發(fā)。

結(jié)束語

綜上所述，本文通過介紹一種基于CPLD的多電源上電時序控制的設(shè)計方案，并與用延時電路控制上電時序進行了比較。基于可編程邏輯器件的上電時序控制比延時電路更可靠、更穩(wěn)定、更精確，因為可編程邏輯器件可以靈活、準確地編程實現(xiàn)計數(shù)延時，并且受環(huán)境影響相對較小。同時在多電源供電系統(tǒng)中上電時序的設(shè)計，本文闡述了明確的介紹，為多電源供電系統(tǒng)中上電時序的設(shè)計提出了自己的薄建。

參考文獻：

[1]王斌.高速公路監(jiān)控用光電互補供電系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].碩士畢業(yè)論文.2011年

[2]任緒秋，朱愛玉.大型機場供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及節(jié)能分析[J].交通建筑電氣設(shè)計，2013，7（5）：16-19.

[3]陳軍.民用航空支線機場供電系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣應(yīng)用，2012，31（21）：75-79.