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寬帶通訊及大規(guī)模高速存儲(chǔ)系統(tǒng)近年來得到了飛速發(fā)展，為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)處理能力，會(huì)越來越多地采用新工藝、新技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)的通訊控制處理器 - MCU、DSP、PLD等，這些新型器件通常需要兩個(gè)供電電源（I/O口和內(nèi)核），由多個(gè)這種器件構(gòu)成的通訊系統(tǒng)往往需要3路或更多的供電電源。這些電源的性能各不相同，啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間也千差萬異。因此很難滿足高速處理器件對(duì)上電、斷電時(shí)序的要求。而I/O口和內(nèi)核電源的上電、斷電順序的正確與否除了關(guān)系到系統(tǒng)是否能夠正常啟動(dòng)，同時(shí)還影響硬件電路的可靠性，因?yàn)槿绻想娺^程中，內(nèi)核電壓與I/O電壓上電時(shí)序不對(duì)，導(dǎo)致I/O口電壓與內(nèi)核電壓差過大，可能導(dǎo)致器件損壞。因此謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)上電/斷電時(shí)序控制或保護(hù)電路對(duì)這類系統(tǒng)可靠性十分重要。 傳統(tǒng)多電源系統(tǒng)上電時(shí)序 為了便于說明，我們以一個(gè)3電源供電系統(tǒng)為例，其中+5V為外圍電路的供電電源，DSP的I/O口電源為+3.3V, 內(nèi)核電壓為+1.8V, 后兩個(gè)電源由+5V通過DC/DC變換器得到。如圖1a所示，圖1b （I/O口電壓比內(nèi)核電壓先上電） 和 圖1c（I/O電壓比內(nèi)核電壓后上電） 為可能的上電時(shí)序。 由圖1可見，該系統(tǒng)上電/斷電時(shí)序完全由DC/ DC電源本身及負(fù)載特性所決定，不能滿足DSP等器件的上電要求。 傳統(tǒng)的時(shí)序控制電路 采用比較器、電壓基準(zhǔn)、阻容元件構(gòu)成的上電時(shí)序電路如圖2所示。圖2電路保證在沒有V cc1的情況下Vcc2處于關(guān)斷狀態(tài)，它在一定程度解決了上電/掉電的時(shí)序問題。但時(shí)序仍與Vcc1 的上升時(shí)間有關(guān)，這一點(diǎn)可能無法讓設(shè)計(jì)者接受。同時(shí)它也存在Vcc1撤掉后Vcc2 會(huì)繼續(xù)維持一段時(shí)間的問題--該時(shí)間與RC時(shí)間常數(shù)和 Vcc1的下降時(shí)間有關(guān)。另一個(gè)缺點(diǎn)是至少需要5個(gè)元件才能實(shí)現(xiàn)此功能。 集成電壓追蹤器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)時(shí)序控制 Maxim公司推出的兩款集成電壓跟蹤控制器 - MAX5039/MAX5040能夠?qū)崿F(xiàn)多電源系統(tǒng)上電/掉電時(shí)序的自動(dòng)控制，當(dāng)內(nèi)核電源發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉I/O口直流電源。 圖3所示電路除了實(shí)現(xiàn)了圖2電路的功能外，它還具有以下附加功能：1. 當(dāng)VCC電壓低于預(yù)先設(shè)置的電壓門限值(比如2.5V)，MAX5040的SDO輸出為低電平，I/O口和內(nèi)核直流電源變換器均被關(guān)閉；2. 掉電時(shí)，當(dāng)MAX5040檢測(cè)到VCC低于預(yù)先設(shè)置電壓門限時(shí)，SDO立即變低，又將上述兩個(gè)電源關(guān)閉，這樣就避免了輸入電壓過低時(shí)的不確定狀態(tài)， 提高了系統(tǒng)可靠性；3. 如果內(nèi)核電壓在啟動(dòng)過程中一直關(guān)閉，通過NMOS將V core維持在Vcore預(yù)設(shè)附近15ms后，MAX5040會(huì)自動(dòng)判斷內(nèi)核電壓尚未開啟，將SDO變低，關(guān)閉I/O口電源變換器。 4. 可用于更低內(nèi)核電壓系統(tǒng)的時(shí)序控制（可低到0.8V） 圖4是采用圖3集成電壓跟蹤器MAX5040時(shí)得到的上電/掉電時(shí)序圖。由該圖可見，I/O電壓和內(nèi)核電壓完全滿足DSP上下電時(shí)序。 結(jié)論 多電壓芯片或多電源系統(tǒng)對(duì)每個(gè)電壓上電，掉電時(shí)序有嚴(yán)格的要求，系統(tǒng)上/下電必須嚴(yán)格滿足該規(guī)范，否則將導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，最嚴(yán)重結(jié)果將損壞器件；采用比較器，與門等方案可基本解決問題，而集成電壓追蹤器能提供更完善的控制和保護(hù)功能，實(shí)用范圍更廣，電路簡單，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)可靠性，降低了系統(tǒng)成本。 |
