IMX6UL平台(3)--硬件原理图设计(2)----电源系统框架和核心板电源设计
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imx6ul硬件原理图设计----电源系统框架和核心板电源设计
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二〇二零年7月
文章描述
本文主要描述当前设计的imx6ul平台的电源设计框架,以及即将设计核心板的部分电源.实际电源设计细节可以参考前文中的<<电子产品电源设计浅谈>>这个文档去考虑设计思路。记得当初编写这份文档,分享到一个技术群里后,很多人觉得很空洞,可能他们更关注实际的东西,当前imx6ul这个平台的产品设计,就会将那篇文章的思想灌输到实际设计中。
本文描述仅仅只是针对我们团队即将设计的imx6ul平台,不做其他平台使用。
为什么电路设计之初,第一个描述讲述电源,因为对于电气、电子产品,电源是个最根本的基准主线,通过它可以锁定链接产品中任何一个电气、电子模块,穿插出整个系统框架。所以考虑系统框架时,
imx6ul平台的电源设计框架图
在所有的电器电子设备中,有一个隐藏的主线,那就是电源。我们可以通过设计各个模块电源的方式,将一个产品的各个模块清晰的层级似的链接在一起,就如同一颗树,供电端子为树桩,根据各个需要的模块电源需求(大小,模拟,数字,纹波精度等)细分出各种树杈,同时要保证每个树杈被弄断了,不会影响其他树杈,做过发输供配电的,很容易弄懂这些道理,一个产品就是这样一棵树继承,各个果实和叶子就是树干树枝的终端设备,彼此独立,每个树枝只能影响属于树枝上的叶子和果实。
我们当前设计也是这样子,细节如下图:
imx6ul电源框架图
通过上图可以清晰获取当前imx6ul的各个模块的电源,以及各个模块如何继承在一起。右上角那个框框内就是核心板的电源,下方为底板模块电源。由上图可知,电源是由底板接入,分为两部分,一部分供给核心板的最小系统(CPU,RAM,ROM);一部分供给底板的各个模块。
电源由一个5v/3A的电源进入,分成两部分,通过mosfet或者dc/dc,或者ldo按照对应电压等级,分级供给各个功能模块。
本文只是描述核心板的集中电源设计,其他电源,在细谈各个模块时,做相应描述。
imx6ul核心板电源
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arm处理器电源
处理器的电源
供给处理器的电源为1.3v,1a左右,详细如上图。此电源为arm处理器换算时需求能量源。
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arm的3_3v常规电源
上面电源为供给imx6ul芯片上的非处理器的电压为3.3v的各个功能模块接口的电源。如emmcflash,nandflash,lcd,以太网,gpio端口的电源等。
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RAM的1.35v常规电源
本次设计采用ddr3,通过dcdc将电源转换为1.35v提供给ddr3。上图中dischg_en是由VDD_SNVS_3V3在arm的3v3电源中转换出来,即先有VDD_SNVS_3V3,后有当前这个电源和3v3电源。
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camera的cis接口电源以及sdio接口电源
上图中,1.8v为csi电源,3v/1.8v为sdio的电源。我们需要注意,上图已经明确标注了,通过修正反馈端的电阻比例,就能改变输出电源,具体依据接口要挂载设备的速率对应的电源,如有的sd卡需要3v,有的需要1.8v等。
综述
当前核心板电源部分暂时描述到这里,由于这部分主要供给最小系统供电,实际根据官方推荐的电路即可。可能涉及到一些flash或者sd等速率要求时,要做一些电源调整,这个时候可以通过上述的dc/dc的fb的电阻比例来修正出自己想要的电源。
由于此部分主要是数字电路,所以对于纹波之类要求不高,如果开发者想缩减成本,可以只需要关注驱动能力来替换电源模块。由于adc的ref不同的方案需求不一样,所以并没有将adc的电源放置在核心板中,具体以实际需求而定,由底板将ref引入到核心板中。
至于其他各个模块的电源设计,会在后续模块介绍中描述。
注意,开发者考虑核心板电源替换中,要考虑适当的余量,建议最少预留1/3,一般建议预留2/3.同时由于本板子考虑是低功耗,注意电源的能效方位。