DSP電源系統的低功耗設計

自從美國TI公司推出通用可編程DSP芯片以來，DSP技術得到了突飛猛進的發展。DSP電源設計是DSP應用系統設計的一個重要組成部分，低功耗是DSP電源系統設計的發展方向。由于DSP一般在系統中要承擔大量的實時數據計算，在CPU內部，頻繁的部件轉換會使系統功耗大大增加，降低DSP內部CPU供電的核電壓是降低系統功耗的有效方法，因此TI公司的DSP大多采用低電壓供電方式。

　　從一定程度上說，選擇什么樣的DSP就決定系統處于什么樣的功耗層次。在實際應用中，電源系統直接決定了DSP能否在高性能低功耗的情況下工作，因此，一個穩定而可靠的電源系統是至關重要的。

　　TI公司最新推出的TPS6229X系列開關電源芯片有兩種工作模式：PWM模式和節能模式。在額定負載電流下，芯片處于PWM模式，高效穩定的為DSP供電，當負載電流降低時，芯片自動轉入節能模式，以減小系統功耗，適宜于DSP系統的低功耗設計，本文主要介紹了該芯片的特點，并給出了基于此芯片的DSP電源電路。

　　l DSP電源特點

　　1．1 電源要求

　　TI公司的DSP需要給CPU、FLASH、ADC及I／O等提供雙電源供電，分別為1．8V或2．5V核電源和3．3V的I／O電源，每種電源又分為數字電源和模擬電源，即數字1．8V(2．5V)、模擬1．8V(2．5V)，數字3．3V，模擬3．3V。相對與模擬電源和數字電源，也要求有模擬地和數字地。數字電源與模擬電源單獨供電，數字地與模擬地分開，單點連接。

　　DSP大多采用數字電源供電，可以通過數字電源來獲得模擬電源，主要有兩種方式： (1)數字電源與模擬電源、數字地與模擬地之間加電感或鐵氧體磁珠構成無源濾波網絡。鐵氧體磁珠在低頻時阻抗很低，在高頻時很高，可以抑制高頻干擾，從而消除數字電路的噪聲。 (2)采用多路穩壓器。方法(1)結構簡單，能滿足一般的應用要求，方法(2)有更好的去耦效果，但電路復雜成本高。

　　1．2 供電次序

　　TI公司DSP采用雙電源供電，因此，需要考慮上電、掉電順序。大部分DSP芯片要求內核電壓先上電，I／O電壓后上電。因為如果只有CPU內核獲得供電，周邊I／O沒有供電，對芯片不會產生損害，只是沒有輸入輸出能力而已；如果周邊I／O獲得供電而CPU內核沒有加電，那么DSP緩沖驅動部分的三極管處于未知狀態下工作，這是很危險的。但是也有要求I／O電壓先上電，內核電壓后上電，如TMS320F2812。

　　在設計不同DSP芯片的電源系統時，要根據其不同的電源特點，否則可能造成整個電源系統的損壞。

　　2 TPS62290芯片介紹

　　2．1 芯片特點

　　TPS62290是TI公司最新推出的高效率同步降壓DC／DC轉換器，應用于手機、掌上電腦、便攜式媒體播放器以及低功耗DSP電源設計中，其主要有以下特點：

• 輸出電流高達1000mA
• 輸入電壓范圍為2．3～6V
• 固定工作頻率為2．25MHz
• 輸出電壓誤差范圍為一1．5％～1．5％
• 輕載下采用節能模式
• 靜態電流約15μA
• 最大占空比為100％
• 芯片采用2×2×0．8mm SON封裝

　　圖l是TPS62290封裝圖，各引腳功能如表l所示。