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1、2012年3月计算机3-程与设计Mar.2012第33卷第3期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1.33No.3高功耗嵌入式单板计算机的电源设计与实现刘宝明,苏培培(中国船舶重工集团公司江苏自动研究所,江苏连云港222006)摘要:为了满足基于高性能双核MPC8641D处理器的高功耗嵌入式单板计算机的电源设计,分析了处理器的供电要求和单板计算机的整体电路功能,开展了基于多种电源转换芯片的供电设计,解决了高功耗嵌入式单板计算机的供电问题。通过设计基于可编程逻辑器件CPID的上电时序控制器,实现了多种电源之间的加电时序控制以及复位管理。单板计算机的实际应用结果表明该电
2、源设计稳定可靠、灵活通用。关键词:高功耗;嵌入式单板计算机;641D;电源设计;上电控制中图法分类号:TP334.4文献标识号:A文章编号:1000-7024(2012)03—0941—05DesignandimplementationofpowersupplyforembeddedsingleboardcomputerwithhighconsumptionLIUBao-ming,SUPei—pei(JiangsuAutomationResearchInstituteofChinaShipbuildingIndustryCorporation,Lianyungang222006,China
3、)Abstract:InordertOsatisfythepowersupplyofembeddedsingleboardcomputerbasedonhigh-powereddualcoresprocessorMPC8641D,thefeatureoftheMPC8641Dandfunctionofcomputerareanalyzed,thecircuitsofpowersupplybasedonvariousDC-IX2chipsisdesigned,andbydesignthecontrollerofpoweronsequencebasedonCPLD,thesequencecon
4、trolofallkindsofpowersupplyandthemanagementofresetareimplemented.Thepracticeindicatedthestabilityandflexibilityofthedesign.Keywords:highpowerconsumption;embeddedsingleboardcomputer;MPC8641D;powerdesign;poweroncontrol理,解决基于高性能SOC处理器高功耗的单板计算机电源O引言供电与管理问题。当前集成多个处理核心和高速接口的SOC型的处理器1处理器上电分析为复杂嵌入式计算机系统的设
5、计带来了方便性和灵活性。例如,Freescale公司推出的MPC8641D处理器内部集成两~641D处理器内部集成两个e600内核和高速SerDes个e600核心、两个DDR2控制其和两个高速SerDes接口,接口以获取高的处理性能和数据传输,工作主频最高为适合高密度的信号处理应用。由于处理器集成度高、接口1.5GHz,每个内核配备一个矢量处理引擎AhWee,可带来丰富,正常工作所需的电压种类多、电流消耗大。因此,的额外性能提升。由于该处理器属于SOC,工作所需的电源在进行基于双核MPC8641D处理器的嵌入式单板计算机开较多,例如本地总线接口需要有3.3V电源输入,网络接口发过程中,设计
6、稳定可靠的电源供电是其中一个关键部分。部分需要2.5V的电源输入,DDR2内存控制器部分需要通过分析MPC8641D处理器的供电要求和外围功能电路的1.8V电源,其处理器内核则需要1.0V电源。按照芯片数据特点,选用高性能的I:)C-DC和多种LDO电源芯片,实现手册中的要求,处理器在上电时必须保证除DDR2功能电路单板计算机的电源供电设计,重点采用高性能三相开关电以外的电路先供电,DDR2控制器相关单元后上电,并且所源芯片实现了处理器内核的电源设计;并通过可编程逻辑有电源必须在20ms之内上电完成,并进行使能时钟输出和C1rPD实现了嵌入式单板计算机的上电时序控制和复位管结束复位,数据手
7、册中推荐的上电顺序图见图1。收稿日期:2011—03—30;修订日期:2011—05—30基金项目:国家自然科学基金项目(60773171);国家863高技术研究发展计划基金项目(2007AA01Z448)作者简介:刘宝明(1986一),男,山东潍坊人,硕士,工程师,研究方向为PowerPC处理器的嵌入式计算机系统研究与开发;苏培培(1983一),男,安徽淮北人,硕士,工程师,研究方向为基于国产处理器的嵌入式单板计算机研
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