高功耗嵌入式單板計算機的電源設(shè)計與實現(xiàn)高功耗嵌入式單板計算機的電源設(shè)計與實現(xiàn)

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1、2012年3月計算機3-程與設(shè)計Mar．2012第33卷第3期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1．33No．3高功耗嵌入式單板計算機的電源設(shè)計與實現(xiàn)劉寶明，蘇培培(中國船舶重工集團公司江蘇自動研究所，江蘇連云港222006)摘要：為了滿足基于高性能雙核MPC8641D處理器的高功耗嵌入式單板計算機的電源設(shè)計，分析了處理器的供電要求和單板計算機的整體電路功能，開展了基于多種電源轉(zhuǎn)換芯片的供電設(shè)計，解決了高功耗嵌入式單板計算機的供電問題。通過設(shè)計基于可編程邏輯器件CPID的上電時序控制器，實現(xiàn)了多種電源之間的加電時序控制以及復(fù)位管理。單板計算機的實際應(yīng)用結(jié)果表明該電

2、源設(shè)計穩(wěn)定可靠、靈活通用。關(guān)鍵詞：高功耗；嵌入式單板計算機；641D；電源設(shè)計；上電控制中圖法分類號：TP334．4文獻標(biāo)識號：A文章編號：1000-7024(2012)03—0941—05DesignandimplementationofpowersupplyforembeddedsingleboardcomputerwithhighconsumptionLIUBao-ming，SUPei—pei(JiangsuAutomationResearchInstituteofChinaShipbuildingIndustryCorporation，Lianyungang222006，China

3、)Abstract：InordertOsatisfythepowersupplyofembeddedsingleboardcomputerbasedonhigh-powereddualcoresprocessorMPC8641D，thefeatureoftheMPC8641Dandfunctionofcomputerareanalyzed，thecircuitsofpowersupplybasedonvariousDC-IX2chipsisdesigned，andbydesignthecontrollerofpoweronsequencebasedonCPLD，thesequencecon

4、trolofallkindsofpowersupplyandthemanagementofresetareimplemented．Thepracticeindicatedthestabilityandflexibilityofthedesign．Keywords：highpowerconsumption；embeddedsingleboardcomputer；MPC8641D；powerdesign；poweroncontrol理，解決基于高性能SOC處理器高功耗的單板計算機電源O引言供電與管理問題。當(dāng)前集成多個處理核心和高速接口的SOC型的處理器1處理器上電分析為復(fù)雜嵌入式計算機系統(tǒng)的設(shè)

5、計帶來了方便性和靈活性。例如，F(xiàn)reescale公司推出的MPC8641D處理器內(nèi)部集成兩~641D處理器內(nèi)部集成兩個e600內(nèi)核和高速SerDes個e600核心、兩個DDR2控制其和兩個高速SerDes接口，接口以獲取高的處理性能和數(shù)據(jù)傳輸，工作主頻最高為適合高密度的信號處理應(yīng)用。由于處理器集成度高、接口1．5GHz，每個內(nèi)核配備一個矢量處理引擎AhWee，可帶來豐富，正常工作所需的電壓種類多、電流消耗大。因此，的額外性能提升。由于該處理器屬于SOC，工作所需的電源在進行基于雙核MPC8641D處理器的嵌入式單板計算機開較多，例如本地總線接口需要有3．3V電源輸入，網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)過程中，設(shè)計

6、穩(wěn)定可靠的電源供電是其中一個關(guān)鍵部分。部分需要2．5V的電源輸入，DDR2內(nèi)存控制器部分需要通過分析MPC8641D處理器的供電要求和外圍功能電路的1．8V電源，其處理器內(nèi)核則需要1．0V電源。按照芯片數(shù)據(jù)特點，選用高性能的I：)C-DC和多種LDO電源芯片，實現(xiàn)手冊中的要求，處理器在上電時必須保證除DDR2功能電路單板計算機的電源供電設(shè)計，重點采用高性能三相開關(guān)電以外的電路先供電，DDR2控制器相關(guān)單元后上電，并且所源芯片實現(xiàn)了處理器內(nèi)核的電源設(shè)計；并通過可編程邏輯有電源必須在20ms之內(nèi)上電完成，并進行使能時鐘輸出和C1rPD實現(xiàn)了嵌入式單板計算機的上電時序控制和復(fù)位管結(jié)束復(fù)位，數(shù)據(jù)手

7、冊中推薦的上電順序圖見圖1。收稿日期：2011—03—30；修訂日期：2011—05—30基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(60773171)；國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃基金項目(2007AA01Z448)作者簡介：劉寶明(1986一)，男，山東濰坊人，碩士，工程師，研究方向為PowerPC處理器的嵌入式計算機系統(tǒng)研究與開發(fā)；蘇培培(1983一)，男，安徽淮北人，碩士，工程師，研究方向為基于國產(chǎn)處理器的嵌入式單板計算機研