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                彩乐乐网发烧友网 > 电源/新能源 > 电源设计应用 > 正文

                浅谈电源管理芯片PMIC 与uboot的关系

                2020年09月12日 10:28 ? 次阅读

                在移植新版u-boot的时候,上网搜电源管理芯片的使用方法资料,发现几↑乎没有,就算是datasheet也很难下载得到,不知是何原因?我只能理解成这↘部分知识比较简单,没人愿意写吧。但记录一下原理和使用方㊣ 法做为备忘,总归没有什么坏处。另外仍然需要提前声明的是,这里只提供官方手册推荐的配置方法,自由玩法不保证可行及稳定性。

                一、概览

                LDO和BUCK的概念:请参考《嵌入式电路中的BUCK VS LDO》。

                S5M8767A有9路BUCK和28路LDO,暂且可以当成共有37路供电电路。这37路供电电路最低可以〗使用6.25mV的步★进电压,多达60多个电压档位可以做到对输出电压的精确ㄨ控制。另外S5M8767A还有一个硬件RTC,可以在有外部电池供电的情况下△保存时钟信息。

                二、PMIC与uboot的关系

                uboot按模块●初始化硬件,有其自己的代码顺序,这就要求PMIC在特定的时间点给特定的¤硬件提前提供电源,以供uboot进◥行初始化配置。否则uboot的执行必然失败,例如PMIC需要在eMMC初始化前对其两路电源进行供电。

                另外PMIC的初始化时间在uboot里有其默认的时间点,但是这个时间点还是与核心板与底板的实际电路密切相关的,需要根据实际需要提前或延后。

                2.0 PMIC中BUCK与LDO的分类

                PMIC中的BUCK和LDO都大概可以分成两种:

                一种是PMIC上电即可直♀接输出电压的BUCK和LDO。

                另一种是PMIC上电不输出电压,需要使用i2c对PMIC配置后才可输出电压的BUCK和LDO。

                2.1 PMIC与DDR的关系

                对于4412来讲,DDR的初始化是在BL2中进行的,这时如果使用汇编初始化硬件i2c来对PMIC进行配置个人感觉没有什么意义☉,所以DDR的电源需要连接到PMIC的默认ON的BUCK上,即PMIC上电即可直接输出电压的BUCK,不需代码配置。

                S5M8767A推荐使用BUCK5做为DDR的电源,

                NewImage

                但是,BUCK5这◣里的默认输出是1.2V,DDR需∩要的是标准1.5V,问题出在哪里?

                三星早就替我们考虑好了这个问题,为了适配不同类型的DDR,BUCK5可以通过K9 K10两个引脚的电平搭配,输出四种默认电压:

                在这里,迅为的开发板是这样设置的:

                NewImage

                这样一来,B5S1:B5S2 = 1:0 即BUCK5输出1.5V电压,正好与DDR的需求相吻合。

                2.2 PMIC与4412主芯片的关系∴

                ARM核芯提供电压的是PMIC的BUCK2,BUCK2也是默认ON的,默认输出1.1V。经过查阅4412 spec后,需要注意的是,在1.1V电压下,给ARM核心提供时钟的APLL最大♀只能输出1000MHz,即刚上电时如果不设置PMIC,ARM核心只能工作在1000MHz,无♂法使用最高频率1.4GHz。

                三、PMIC的设◥置方法

                3.1 通信协议

                S5M8767A使用I2C协议与4412进行通信,从机地址分为两部分,PM(Power Manager)和RTC,也就是说PM和RTC的寄存器地址是分开的,可以看作两个单独芯片。

                NewImage

                3.2 举例

                以BUCK1举例说明寄存器设置方法,其它BUCK和LDO基本类似,需要时认真阅读手√册即可:

                BUCK1有两个8位控制寄存器,

                NewImage

                CTRL1的低6位可以按照默认值设置即可,高两位需要解释一下,00和1x的意思就不需解释了◣,01的意思是 BUCK1的开关由PWREN外部引脚㊣ 控制,而这个PWREN引脚一般与4412的XPWRRGTON引脚连接在一起,这个XPWRRGTON是由CPU自动控制的,CPU处于休眠状态此脚为低,工作状态此脚为高,就是说CPU一旦退出休眠状态,PMIC就会给所有受PWREN控制的BUCK & LDO上电。

                NewImage

                CTRL2就是控制BUCK2输出电压的,6.25mV的步进值,需要多少电压自行计算然后写入即可。

                四、引用高手的PMIC技术贴

                原载于:《什么是PMU》

                什么是PMU(PMIC)

                PMU(power management unit)就是电源管】理单元,一种高集成的∑、针对便携式△应用的电源管理方案,即将传统分立的若干类电源管理芯片,如低压差线性稳压』器(LDO)、直流直流转换器DC/DC),但现在它们都被集成到手机的电源管理单元(PMU)中,这样可实现更高的电源转换效率和更低功耗,及更少的组『件数以适应缩小的板级空间,成本更低。

                PMU作为消费彩乐乐网(手机、MP4、GPS、PDA等)特定主芯片配套的电源管理集成单元,能提供主芯片所需要的、所有的、多档次而各不相同电压的电源,同电压的能源供给不同的手机工作单元,像处理器、射频器件、相机模块等〗,使这些单元能够正常工作。按主芯片需要而集成了电源管理,充电控制,开关机控制电◥路。包括自适应的USB-Compatible的PWM充电器,多路直流直流转换器(BuckDC-DCconverter),多路线↑性稳压器(LDO),Charge Pump,RTC电路,马达驱动电路,LCD背光♀灯驱动电路,键盘背光灯★驱动电路,键盘控制ω 器,电压/电流/温度等〓多路12-BitADC,以及多路可配置的GPIO。此外还整合了过/欠压(OVP/UVP)、过温(OTP)、过流(OCP)等保护电路。高级的PMU可以在USB以及外部交流适配器、锂电池和应用系统负载之间安全透明的分配电能。动态电源路径管理 (DPPM) 在系统和电池充电之间共享交流适配器电流,并在系统负载上升时自动减少充电电流。调整充电电流和系统电流分配关系,最大程度保证系统的正常工∮作,当通过 USB 端口充电时,如果输入电压降至防止 USB 端口崩◣溃的阈值以下,则基于输入电压的动态电源管理 (IDPM) 便减少输ㄨ入电流。当适配器无法提供峰值系统电流时,电源路径架构还允许电池补偿这类系统电流要求。

                LDO是利用较低的工作压差,通过负♂反馈调整输出电压使之保持不变的稳压器件。压差小】的话用LDO,带可关断功能便于电源管理。压差大的还是〓用DC-DC效率高。

                按照系统需要能提供多种电压的电源,这些电压是电压∩调整所需的,另外这些电源还可以与功能同步开、关这些供◣电电压,以支持电压域切Ψ换。

                PMU一般是和主芯片绑定定▂制的。因为它要配合CPU的上电时序。某些电压的上电顺序和之间的时间间隔有先后关系和时间要求。这个是掩模好的。PMU其实是带有掩模程序的专用电源控制器。要32.768KHZ的晶体和19.2M的晶体。待机状态是32.768KHZ的晶体工作,正常工作▅是19.2M的主晶体工作。

                靠上电╳池后PMIC进入待机▓状态,PMU由32.768KHZ的晶体提供时々钟,按POWER按键触发开机后,按照定制的开机顺序将对应的LDO,DC-DC打开,19.2M的主时钟工作,CPU电源正常后,输出设置给CPU,输出复位信号给CPU,释放』复位信号,CPU开始启动。CPU输出PS_HOLD信号将PMIC的状态处于工作状态。(关机的时①候CPU将PS_HOLD拉低电,PMIC关闭进入关机状态)

                CPU工作正常后,可以通过I2C接口对PMIC的各个模块进行控制。比如系统变频的时候,不同的工作频率要调整core电压到对应的电压。RTC时间的设置⌒ 和ALARM的时钟。同时PMIC可以←将异常事件产生中断信号给CPU,CPU再进行中断处理。

                PMIC的电源越多,对系统的模块供电就▓越细,各个模块的电源受牵连就小,所以就越省♂电。

                参考资料:

                [1] SEC_S5M8767A01-6070_Data Sheet_Ver.0.10.00_Preliminary.pdf

                [2] DS_K4B2G1646Q-BC_Rev103.pdf

                [3] SEC_Exynos 4412 SCP.pdf

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                处理DC-DC转换芯片EMI的技巧有哪△些

                在当@ 今的便携式,移动和物联网设备上找到多个板载DC-DC转换芯片是㊣ 相当普遍的。如果设备使用无线,GP....
                发表于 2020-07-09 15:18? 324次阅读
                处理DC-DC转换芯片EMI的技巧有哪○些

                Vicor DC-DC模块助力Tritek Po...

                旅行电动自行车不是交←通工具,而是休闲娱乐和▆运动健身器材。它以人力驱动为主,电力驱动为辅。
                发表于 2020-07-09 14:59? 1291次阅读
                Vicor DC-DC模块助力Tritek Po...

                功率电感器基础讲座——第3章:什么是DC-DC转...

                首先就功率进行说明。在理想的无损耗DC-DC转换器中,输入功率与输出功率相等。此时效率〓为100%。然....
                发表于 2020-07-01 15:38? 695次阅读
                功率电感器基础讲座——第3章:什么是DC-DC转...

                使用可扩展︻的PMIC避免重新设计汽车摄像头模块电...

                可编程PMIC有两种类型:软件可编程PMICs和硬件可编程PMICs。软件可编程PMICs支持ζ 完全可....
                发表于 2020-06-30 10:18? 231次阅读
                使用可ω扩展的PMIC避免重新设计汽车摄像头模块电...

                功率电感器啸叫原因

                声波是在空气中传播的弹性波,人的听觉【可听到大约20~20kHz频率范围的"声音"。在DC-DC转换器....
                发表于 2020-06-28 15:33? 481次阅读
                功率电感器啸叫原因

                DC-DC转换器的工作机制和功率』电感器的作用

                DC-DC转换器是将一定范围的输入电压转换为恒定输出□电压的电路总称。其转换方式包括线性稳压器和开关稳....
                发表于 2020-06-28 15:07? 839次阅读
                DC-DC转换□ 器的工作机制和功率电感器的作用

                了解常用的线性串联型稳压电源芯片

                线性稳压电源∴是比较早使用的一类直√流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度....
                发表于 2020-06-23 16:15? 653次阅读
                了解常用的线性串联型稳压电源芯片

                一文分析Uboot启动流程

                Uboot是嵌入式系统中最常用的bootloader,这里我们以s3c2410为例分析一下uboot....
                发表于 2020-06-20 10:03? 666次阅读
                一文分析Uboot启动流程

                功卐能丰富的电源管理IC增强电▂池供电型IoT产品设...

                开发人员经常使用PMIC来满足其IoT设计的独特低功︽耗要求。然而,从目录分销商提供的数千种零件中选择....
                发表于 2020-06-15 11:15? 651次阅读
                功能丰富的电源管理IC增强电□ 池供电型IoT产品设...

                三星启动PMIC的量产 两款PMIC芯片提供更长...

                “ 三星的芯片业务并不仅仅只是Exynos SoC、内存和闪存数据存储,它◣还生产很多芯片,其中就包括....
                发表于 2020-06-11 14:42? 104次阅读
                三星启动PMIC的量产 两款PMIC芯片提供更长...

                使用LDO稳压器,从5V电源向3.3V系统供电

                在选择 LDO 时,重要的是要知道如何区分各种LDO。器件的静态电流、封装大小和型号是重要▼的器件参数....
                发表于 2020-06-04 15:28? 1533次阅读
                使用LDO稳压器,从5V电源向3.3V系统供电

                电源模块越来越小巧的技术因素分析

                电源模块上卐市已经很长时间了,通常是一种采用开关模式的封装电源,能够轻松焊接到电路板↓上,用于将输入电压....
                发表于 2020-06-03 17:33? 160次阅读
                电源模块越来越小巧的技术因素分析

                Diodes推出新一代首款独立 MOSFET

                PowerDI? 3333-8 D 型封装的 3D 结构有助增加整体▅功率效率,且高电压与额定电流大幅....
                发表于 2020-06-03 11:33? 477次阅读
                Diodes推出新一代首款独立 MOSFET

                一文读懂:Vishay 高集∑ 成度功率IC产品

                一个典型的 DC/DC 转化器系统可以分为几个部分:控制器 IC、栅极驱动器、MOSFET 和外围的....
                发表于 2020-05-31 09:23? 492次阅读
                一文读懂:Vishay 高集成度功率IC产品

                二次DC/DC绝缘的】医疗电源系统

                本文讨论了供患者连▓接应用的两种用于医疗设备内部电源系统的方法。与患者接触的设备部件称为“应用部件”。....
                发表于 2020-05-28 17:14? 168次阅读
                二次DC/DC绝缘的医疗电源系统

                减少这些DC-DC转换芯①片辐射的方法

                使用低EMI转换芯片。使用低EMI转换芯片,例如Analog Devices / Linear Te....
                发表于 2020-05-08 10:03? 2080次阅读
                减少这些DC-DC转换芯片辐射的方法

                线性稳压器基本工作原理

                无论是普通线性稳压器▼,还是LDO稳压器,其工作原理是一致的,不同的是:二者采用的调整管结构不同,从而....
                发表于 2020-05-01 16:25? 998次阅读
                线性稳压器基本工作原理

                紧凑型◥电源管理IC (PMIC) 在工业领域的应...

                工业ω 物联网 (IIoT) 的兴起已经带动了能够充分利用有限厂房面积的高效元件的需求。
                发表于 2020-04-30 11:15? 212次阅读
                紧凑型电源〖管理IC (PMIC) 在工业领域的应...

                DC-DC定压R4电源:涅槃重生,创“芯”未来

                通过采用自有集成电路技术,利用我司自主开发的IC,第三代定压产品(简称“定压R3”)在2017年成功....
                发表于 2020-04-22 15:20? 633次阅读
                DC-DC定压R4电源:涅槃重生,创“芯”未来

                多路输出DC/DC变换器的分类○_DC/DC变换器...

                在开关电∮源中使用多路输出变换器可以降低成本,提高效率。介绍了多路输出DC/DC变换器的分类,并结合几....
                发表于 2020-04-10 10:04? 701次阅读
                多路输出DC/DC变换器的分类_DC/DC变换器...

                关于DC/DC转换器电路中接地布线的布ㄨ局

                接地层是指占用一定面积的GND布线,首先需要了解在背面】和内层设置接地层的基本目的是旨在减少DC损耗、....
                发表于 2020-04-05 10:41? 566次阅读
                关于DC/DC转换器电路中接地布线的布局

                BL8505功能和特性_BL8505的封◇装外形及...

                BL8505系列是PFM控制的开关型DC/DC升压稳压︾芯片。0.8V的启动电压、高达180mA的负载....
                发表于 2020-03-30 11:18? 910次阅读
                BL8505功能和特性_BL8505的封装外形及...

                DC/DC和LDO电源的差异关系

                DC/DC和LDO电源的差异关系 DC-DC包含boost(升压)、buck(降压)、Boost/b....
                发表于 2020-03-28 11:33? 405次阅读
                DC/DC和LDO电源的差异关系

                在电路设¤计中,DC/DC和LDO该如何选择

                产品性能和质量╳要好,在产品设计的时候就很关键,尤其是一卐些彩乐乐网电器产品或者是带电路模块的产品,在产品电....
                发表于 2020-03-25 16:07? 1554次阅读
                在电路设计中,DC/DC和LDO该如何选择