【转】关于AM5728的电源

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关于AM5728的电源
1. AM5728框图
2. 电源信号、管脚、分类、实例2.1 电源信号和管脚

总共有44个电源

名称	描述	管脚
VDD	核电压域电源	A1/ A2/ A6/ A14/ A23/A28/ B1/ D13/ D19/E13/ E19/ F1/ F7/ G7/G8/ G9/ H12/ J12/J15/ J28/ K1/ K4/ K5/K15/ K24/ K25/ L13/L14/ M19/ N14/ N15/N19/ N24/ N25/ P28/R1/ R12/ R13/ R15/R21/ T10/ T11/ T12/T14/ T15/ T17/ T18/T21/ U15/ U17/ U20/U21/ V15/ V17/ W1/W15/ W24/ W25/W28/ AA8/ AA9/AA10/ AA14/ AA15/AA20/ AB14/ AB20/AD1/ AD24/ AG1/AH1/ AH2/ AH8/AH20/ AH28
VDD_DSPEVE	DSP电压域电源	J13/ K10/ K11/ K12/K13/ L10/ L11/ L12/M10/ M11/ M12/ M13
VDD_IVA	IVA电压域电源	U18/ U19/ V18/ V19
VDD_GPU	GPU电压域电源	U11/ U12/ V10/ V11/V14/ W10/ W11/ W13
VDD_MPU	MPU电压域电源	K17/ K18/ L15/ L16/L17/ L18/ L19/ M15/M16/ M17/ M18/ N17/N18/ P17/ P18/ R18
VDD_RTC	RTC电压域	AB15
VDDA_USB1（1.8V）	DPLL_USB和HS USB1 1.8V模拟电源	AA13
VDDA_USB2（1.8V）	HS USB2 1.8V模拟电源	AB12
VDDA33v_USB1（3.3V）	HS USB1 3.3V模拟电源，如果USB1不使用，如果满足下面条件，这个脚可连接至VSS： - USB1_DM/USB1_DP脚悬空 - USB1 PHY保持掉电状态	AA12
VDDA33v_USB2（3.3V）	HS USB2 3.3V模拟电源，如果USB2不使用，如果满足下面条件，这个脚可连接至VSS： - USB2_DM/USB1_DP脚悬空 - USB2 PHY保持掉电状态	Y12
VDDA_ABE_PER（1.8V）	DPLL_ABR、DPLL_PER以及PER HSDIVIDER模拟电源	M14
VDDA_DDR（1.8V）	DPLL_DDR和DDR_HSDIVIDER模拟电源	P16
VDDA_DEBUG（1.8V）	DPLL_DEBUG模拟电源	N11
VDDA_DSP_EVE（1.8V）	DSP模拟电源	N12
VDDA_GMAC_CORE（1.8V）	DPLL_CORE和CORE HSDIVIDER模拟电源	P15
VDDA_GPU（1.8V）	DPLL_GPU模拟电源	R14
VDDA_HDMI（1.8V）	PLL_HDMI和HDMI模拟电源	Y17
VDDA_IVA（1.8V）	DPLL_IVA模拟电源	R17
VDDA_PCIE（1.8V）	DPLL_PCIe_REF和PCIe模拟电源	W14
VDDA_PCIE0（1.8V）	PCIe通道0模拟电源	AA17
VDDA_PCIE1（1.8V）	PCIe通道1模拟电源	AA16
VDDA_SATA（1.8V）	DPLL_SATA和SATA RX/TX模拟电源	V13
VDDA_USB3（1.8V）	DPLL_USB_OTG_SS和USB3.0 RX/TX模拟电源	W12
VDDA_VIDEO（1.8V）	DPLL_VIDEO1和DPLL_VIDEO2模拟电源	P14
VDDS_MLBP（3.3V）	MLBP IO电源	AA7/Y7
VDDA_MPU（1.8V）	DPLL_MPU模拟地	N16
VDDA_OSC（1.8V）	HFOSC模拟电源	AE16/AD16
VDDA_RTC	RTC偏置和RTC LFOSC模拟电源	AB13
VDDS18V（3.3V）	1.8V电源	W17/ W18/ V21/ V22/T8/ R8/ P8/ N8/ M8/M9/ H17/ G18
VDDS18V_DDR1（3.3V）	DDR1偏置电源	AA18/ AA19/ Y21/W21
VDDS18V_DDR2（3.3V）	DDR2偏置电源	P20/ P21/ N21/ J21/J22
VDDS_DDR2（1.35/1.5V）	DDR2电源（DDR2模式时为1.8V，DDR3模式为 1.5V，DDR3L模式为1.35V）	T24/ T25/ M20/ M21/ L20/ L21/ J27/ H20/ H21/ H22/ G22/ G23/E24
VDDS_DDR1（1.35/1.5V）	DDR1电源（DDR2模式时为1.8V，DDR3模式为 1.5V，DDR3L模式为1.35V）	AH27/ AG20/ AG28/AD26/ AC22/ AB21/AB22/ AB24/ AB25/AA21/ AA22/ W16/W27
VDDSHV5（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），RTC电源	V12
VDDSHV1（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），VIN2电源	H8/ H9/ G4/ G5/ E3/ E5
VDDSHV10（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），GPMC电源	T4/ T5/ R7/ R10/ P10/ N4/ N5
VDDSHV11（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），MMC2电源	K8/ J8
VDDSHV2（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），VOUT电源	H10/ H11/ E10/ D10/ B6
VDDSHV3（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），GENERAL电源	H15/ H16/ H18/ H19/ G15/ E16/ E22/ D16/ D22/ B23
VDDSHV4（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），MMC4电源	C24
VDDSHV6（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），VIN1电源	AF5/ AE7/ AD5/ AD7
VDDSHV7（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），WIFI电源	AB6/ AB7
VDDSHV8（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），MMC1电源	Y8/ W8
VDDSHV9（3.3V）	双电压电源（1.8V或3.3V），RGMII电源	W4/ W5/ U10
cap_vddram_dspeve2	DSP2 SRAM的LDO2输出外部连接的电容，1uf	J9
cap_vddram_dspeve1	DSP1 SRAM的LDO2输出外部连接的电容，1uf	J10
cap_vbbldo_mpu	MPU VBB LDO输出外部连接的电容，1uf	J16
cap_vddram_core2	Core SRAM的LDO2输出外部连接的电容，1uf	J19
cap_vbbldo_dspeve	DSP VBB LDO输出外部连接的电容，1uf	K9
cap_vddram_mpu1	MPU SRAM的LDO1输出外部连接的电容，1uf	K16
cap_vddram_mpu2	MPU SRAM的LDO2输出外部连接的电容，1uf	K19
cap_vddram_core1	Core SRAM的LDO1输出外部连接的电容，1uf	L9
Cap_vddram_core4	Core SRAM的LDO4输出外部连接的电容，1uf	P19
cap_vbbldo_iva	IVA VBB LDO输出外部连接的电容，1uf	R20
cap_vddram_iva	IVA SRAM的LDO输出外部连接的电容，1uf	T20
cap_Vddram_gpu	GPU SRAM的LDO输出外部连接的电容，1uf	Y13
cap_vbbldo_gpu	GPU VBB的LDO输出外部连接的电容，1uf	Y14
cap_vddram_core3	Core SRAM的LDO3输出外部连接的电容，1uf	Y15
cap_vddram_core5	Core SRAM的LDO5输出外部连接的电容，1uf	Y16
VSSA_SATA	SATA模拟地	AE10
VSSA_HDMI	DPLL_HDMI和HDMI PHY模拟地	AE19/AD19
VSSA_PCIE	PCIe模拟地	AE13/AD13
VSSA_USB3	DPLL_USB和USB3.0 RX/TX模拟地	AD10
VSSA_VIDEO	DPLL_VIDEO1和DPLL_VIDEO2模拟地	U14
VSSA_USB（1.8V）	HS USB1和 HS USB2模拟地	AB11/AA11
VSSA_OSC0	OSC0模拟地	AF15
VSSA_OSC1	OSC1模拟地	AC14

VSS	地	A1/ A2/ A6/ A14/ A23/A28/ B1/ D13/ D19/E13/ E19/ F1/ F7/ G7/G8/ G9/ H12/ J12/J15/ J28/ K1/ K4/ K5/K15/ K24/ K25/ L13/L14/ M19/ N14/ N15/N19/ N24/ N25/ P28/R1/ R12/ R13/ R15/R21/ T10/ T11/ T12/T14/ T15/ T17/ T18/T21/ U15/ U17/ U20/U21/ V15/ V17/ W1/W15/ W24/ W25/W28/ AA8/ AA9/AA10/ AA14/ AA15/AA20/ AB14/ AB20/AD1/ AD24/ AG1/ AH1/ AH2/ AH8/AH20/ AH28

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2.2 电源信号的归类：

Vdd:6个，vdds:17个，vdda：21，总共44个

电源组	信号	描述
VDD_CORE（748mA）	Vdd	核电压域电源
VDD_MPU（3308A）	Vdd_mpu	MPU电压域电源
VDD_DSP（343mA）	Vdd_dspeve	DSP电压域电源
VDD_IVA（55mA）	Vdd_iva	IVA电压域电源
VDD_GPU（796mA）	Vdd_gpu	GPU电压域电源
VDDS_DDR (1.35/1.5V)（367mA）	Vdds_ddr1	EMIF1电源
VDDS_DDR (1.35/1.5V)（367mA）	Vdds_ddr2	EMIF2电源
Analog PHY (1.8V) （103mA）	Vdda_usb1	DPLL_USB和HS USB1模拟电源
	Vdda_usb2	HS USB2模拟电源
	Vdda_usb3	DPLL_USB_OTG_SS和USB3.0 RT/TX模拟电源
	Vdda_sata	DPLL_SATA和SATA RT/TX模拟电源
	Vdda_pcie	DPLL_PCIe_REF和PCIe模拟电源
	Vdda_pcie0	PCIe ch0 RX/TX模拟电源
	Vdda_pcie1	PCIe ch1 RX/TX模拟电源
Analog DPLL (1.8V) （38mA）	Vdda_osc	HSOSC模拟电源
	Vdda_iva	DPLL_IVA模拟电源
	Vdda_gpu	DPLL_GPU模拟电源
	Vdda_debug	DPLL_DEBUG模拟电源
	Vdda_dsp_eve	DPLL_DSP模拟电源
	Vdda_video	DPLL_VIDEO1和DPLL_VIDEO2模拟电源
	Vdda_hdmi	PLL_HDMI和HDMI模拟电源
	Vdda_gmac_core	DPLL_CORE和CORE HSDIVIDER模拟电源
	Vdda_ddr	DPLL_DDR和DDR_HSDIVIDER模拟电源
	Vdda_mpu	DPLL_MPU模拟电源
	Vdda_abe_per	DPLL_ABE、DPLL_PER和PER HSDIVIDER模拟电源
Analog USB PHY (3.3V) （4mA）	Vdda33v_usb1	HS USB1 3.3V模拟电源
Analog USB PHY (3.3V) （4mA）	Vdda33v_usb2	HS USB2 3.3V模拟电源
1.8V IO（153mA）	Vdds_mlbp	MLBP电源
	Vdds18v_ddr1	EMIF1偏置电源
	Vdds18v_ddr2	EMIF2偏置电源
	Vdds18v	1.8V电源
3.3V IO（57mA）	Vddshv[1-11]	双电压电源
VDD_DDR (1.34V/529mA)

Vdd_rtc : 来自PMIC PMIC LDO9_OUT，能提供：1.0V50mA

Vdda_rtc(1.8V) : 来自PMIC LDOVRTC_OUT，能提供：1.8V20mA

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2.3 实例

设计时建议使用Ti的电源管理芯片（PMIC）TPS659037 为AM5728提供电源，主要基于下面的原因：

l 已经经过了Ti的验证。

l 包括瞬态响应和输出精度等板级裕度都在系统级经过了分析和优化。

l 支持电源顺序的要求

l 支持AVS。

在某些系统中，可能不使用某些电压域，但为了确保器件可靠，仍然要求这些电源脚连接到某些工作的核电源输出上。

这些没使用的电源虽然可以链接到任何工作的核电源上，例如，如果不使用IVA和GPU，它们可以连接到CORE域，这样CORE、IVA、GPU组合成一个电源。

组合的电源还要遵循一些规定：

l 按照工作域进行AVS控制

l 去耦电容应该按照工作域部署。

TPS659037电源	有效的组合1	有效的组合2
SMPS1/2	Vdd_mpu	Vdd_mpu
SMPS3	DDR memory(1.25/1.5V)	DDR_memory(1.35/1.5v)
SMPS4/5	Vdd_dspeve, vdd_gpu, vdd_iva	Vdd_dspeve
SMPS6	Vdd	Vdd_gpu
SMPS7	Boot后软件配置	Vdd
SMPS8	Vdd18v	Vdd_iva
SMPS9	Boot 3.3v后软件配置	Vdd_shvx
LDO1	Vddshv8	Vddshv8
LDO2	Vddshv5	Vdds18v
LDO3	Vdda_usbx, vdda_sata	Vdda_usbx, vdda_sata
LDO4	Vdda_hdmi, vdd_pciex	Vdda_hdmi, vdda_pciex
LDO9	Vdd_rtc	Vdd_rtc
LDOLN	1.8v PLLs	1.8v PLLs
LDOUSBB	Vdda_usb3v3	Vdda_usb3v3

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3.  评估版电源分析TPS659037简介：
l  7个开关电源（SMPS）
l  7个LDO
l  16MHz时钟
l  带报警唤醒功能的RTC
l  12bit精度的ADC
l  温度监视：高温报警，过热关机
l  可控制：上配置上下电序列；休眠和工作状态电源切换序列；数字输出信号；一个SPI和两个I2C接口。

电源网络表

网络名	说明
12V	主板电源输入，提供包括LCD模块在内的所有电源，通过一个5A保险丝输入到板子上，当DC插座接上的时候，DC LED（D41）指示电源上电。外部接一个12V5A的DC适配器。
LDO_VRTC	这个电源总是存在，为控制信号（boot0/1）、AM572x RTC偏置和RTC晶振提供电源，来自PMIC LDOVRTC_OUT，这个电源输出一接通电源即存在，1.8V20mA
5V0	5V电源，为PMIC（LDO7USB_IN1、LDOUSB_IN2、LDO12_IN）、LEDS、HMDI、扩展插坐，当DC电源一接通即供电，TPS54531开关电源芯片产生这个电源，5.0V4A
USB_5V	专用于USB3.0端口和eSATA端口，DC 12V通过TPS54531产生，其输出5.0V4A
PS_3V3	为PMIC LDOs和SMPS供电(LDO34_IN、LDO9_IN、LDOLN_IN、SMPS1-9)，也是VDD_3V3的源，DC电源一接通即供电，芯片是TPS54531，3.3V4A
VDD_3V3	I/O及扩展插座电源。属于PMIC上电序列控制，是VDD_3V3通过一个电子开关的输出，为AM572x的VDDSHV1-4、6-7、9-11供电。电子开关的负载能力达6A。但其源PS_3V3仅能提供4A电流。
VDDA_1V8_PHYA	为AM572x PHYs(VDDA_SATA、VDDA_USB3)供电，由PMIC的LDO3_OUT提供，属于PMIC上电序列控制。1.8V200mA
VDDA_1V8_PHYB	为AM572x PHYs(VDDA_HDMI、VDDA_PCIE0、VDDA_PCIE1、VDDA_PCIE)供电，由PMIC的LDO4_OUT提供，属于PMIC上电序列控制。1.8V200mA
VDD_SHV5	为AM572x RTC电源组供电，产生自PMIC LDO2_OUT，3.3V300mA
VDD_SD	为AM572x VDD_SHV8 SD卡 iOS和SD卡上拉提供电源，由PMIC LDO1_OUT产生，3.3V300mA
VUSB_3V3	为AM572x USB3.3V模拟电源供电，由PMIC LDOUSB_OUT产生。3.3V100mA
VDD_RTC	为AM572x RTC域提供电源，来自PMIC LDO9_OUT，输出能力：1.0V50mA
VDDA_1V8_PLL	模拟电源为GPU、DEBUG、DDR、VIDEO、IVA、GMAC_CORE、MPU、ABE_PER供电，由LDOLN_OUT供电。1.8V50mA
VDD_MPU	为AM572x VDD_MPU供电，由PMIC SMPS1、SMPS2产生，是AVS电压源，可达6A
VDD_DDR	为AM572x VDDS_DDR以及DDR3L DRAMs供电，由PMIC SMPS3产生由PMIC boot1选择1.5V或1.35V，可达3A
VDD_DSP	为AM572x VDD_DSP、VDD_IVA、VDD_GPU供电，由PMIC SMPS4和SMPS5产生，是AVS电压源，可达4A
VDD_CORE	为AM572x core供电，由PMIC SMPS6产生，是AVS电压源，可达2A
VDD_1V8	为AM572x vdds18v、vdds18v_ddr1、vdds18v_ddr2、vdds_mlbp供电，由PMIC SMPS8产生，输出：1A

12V	U1：TPD54531D：5V0，5V，支持最大连续电流5A，设计4A
	U3：TPS54531D：PS_3V3，3.3V，支持最大连续电流5A，设计4A
	U32：TL5209：5V_FAN，5V，500mA
	U28：TPS54531D：USB_5V，5V支持最大连续电流5A，设计4A

关于VDD_1V8电路分析 :

图1

图2

先假设没有1.8V电源及三极管T，我们分析一下TLVH431的稳压原理：
1)       当Vr > Vref时，运放输出增加导致其输出电流Ik增加，结果Uf增加，从而使Uba（Uba=3.3V-Uf）减少，因为Iref很小(0.1uA到0.5uA)，所以使Vr降低。
2)       反之Vr<Vref，运放降低增加导致其输出电流Ik减少，结果Uf减少，从而使Uba（Uba=3.3V-Uf）增加，因为Iref很小(0.1uA到0.5uA)，所以使Vr升高。
3)       这种负反馈的结果，维持着Vr = Vref = 1.24V，Uba = （R1 + R2） x (1.24V/R2 = (10+40.2)x(1.24/40.2)=1.55V。Uf =3.3-1.55 = 1.75V。
4)       如果负载发生变化，使得Uf增加，Uba减少，Vr减少，Ik降低，Uf降低。反之亦然。如此负反馈，维持Uf稳定。
由于TLVH431的驱动能力有限，及Ik最大不过80mA，所以，为了增加驱动电流，使用了三极管T1。下面只需分析T1的存在，上述负反馈继续依旧即可。
1)       当Vr > Vref时，运放输出增加导致其输出电流Ik增加，导致R3上的电压降增加，也即T1的Ueb增加，这导致Ic增加，结果就是If（If = Ik+Ic）增加，结果Uf增加，从而使Uba（Uba=3.3V-Uf）减少，因为Iref很小(0.1uA到0.5uA)，所以使Vr降低。
2)       反之Vr<Vref，可类似分析，得到会使Vr升高。
3)       这种负反馈的结果，维持着Vr = Vref = 1.24V，Uba = （R1 + R2） x (1.24V/R2 = (10+40.2)x(1.24/40.2)=1.55V。Uf =3.3-1.55 = 1.75V。
4)       如果负载发生变化，使得Uf增加，Uba减少，Vr减少，（Ik+Ic）降低，Uf降低。反之亦然。如此负反馈，维持Uf稳定。
再看加上1.8V电源后，这个电路是如何与1.8V协调工作的。
1)       如果负载比较轻，1.8V稳压电源足以维持负载上的1.8V电压，这时，Uba = 3.3 – 1.8 = 1.5V。这时，Vr < Vref(1.24V)，运放的极高增加，其输出会出现负向饱和，也即其输出三极管处于截至状态，Ik = 0，Ic = 0。所以这个电路不给负载提供电流，负载完全由1.8V供电。
2)       只有当负载比较重的时候，1.8V电源不能维持负载为1.8V时，这个电路才开始提供电流，从而帮助1.8V电源维持负载上的额定电压。

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