TMS320C6678 DSP是TI最新发布的一款基于KeyStone架构的DSP,芯片内有8个内核,工作速度可达10 GHz.随着这款产品各方面的性能指标增加,对电源供应也提出了很高的要求,普通的稳压电源早已不能满足。由于现在的信号处理板上大多需要多片DSP协同工作,所以在本设计中,以两片6678DSP电源方案为例,将UCD9244作为电源的主要控制芯片,设计出的电源可同时满足这两片DSP的供电需求。
1 电源硬件电路设计与计算
1.1 系统总体方案设计
图1是系统的组成框图。采用统一的12 V电源进行供电,DSP的内核电压由一片UCD9244和两片UCD7242组成;经过TPS54620产生的3.3 V电源可以为其他的电源电路供电;大部分的模块电源需要经过滤波网络的处理,这样做可以降低电源的纹波、噪声,同时也可以很好地解决PCB布板带来的其他干扰问题。
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图1 系统组成框图
在过去的DSP中,EMI滤波器(T型滤波器)用在那些易受噪声影响的电源轨中,这些滤波器通常都是低通滤波器,这样可以限制在每个相应电源供应的寄生耦合噪声而不至于把直流分量滤除。其实,在设计PCB板的时候,很多与DSP相关的问题都是由于不注意EMI滤波器导致的。文中设计的滤波网络主要是由旁路电容串联磁珠,然后加上去耦电容组成的,这样的设计在实际使用中效果很好。
2 软件控制
TI公司针对UCD92xx系列芯片专门开发了FusionDigital power Designer软件,因为UCD92xx系列电源控制器内部有专门的集成电路,同时还有Flash存储器和一个串口,这样通过该软件就能方便地对UCD92xx芯片进行配置、监视和管理,可以实现很多的功能,从而在很多方面能够应用。因为UCD92xx系列芯片采用PMBus v1.2标准,所以对这类芯片的操作必须使用PMBus命令语句,这款软件
的方便性就体现在为用户在电脑上提供了很直观的操作界面,而不用去管底层的PMBus命令语句,在操作界面中设置好了以后通过TI USB适配器下载到芯片中,从而实现相应的功能。同时,该软件的另一个特 {MOD}是帮助用户创建电路原理图,这样在很大程度上可以减少开发设计的工作量,系统的可靠性也得到了保证。
在本设计中,设计的电源为每一片DSP内核提供的电压为1 V,时序延迟0.3 ms.如图6为rail 1设置的参数界面,其中,电源轨(power rail)1和2是为第1片DSP服务的,电压幅值均为1 V,rail 2比rail 1延迟0.4 ms.剩下的rail 3和rail 4是为第2片DSP服务的,其参数设置于第一片DSP完全相同,所以图中只显示了两个rail,另外两个与之重合。值得一提的是,UCD9244芯片的时序设置还可通过电压跟踪来实现,即后上电的电源轨可以跟踪先上电的电源轨,这样就自然满足了时序的设置。在这里采用前一种方法的原因主要是在后续调试的时候可以通过示波器方便地观察出波形的延迟是否和笔者的设计吻合。
另外设计中的电压裕度也是符合要求的,因为DSP 6678本身允许内核电压有5%的波动。
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