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EPM7128在TMS320LF2407A系统中电平转换的应用

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:612

作者email: xuelei_51@126.com

摘要:tms320lf2407a采用了高性能静态cmos技术,使得供电电压降为3.3v,减小了控制器的功耗。但是系统中依然存在很多5v供电的芯片,因此这个系统中就不可避免地存在不同供电电压的模块。为了适应混合电压系统,采用cpld(epm7128)实现dsp(tms320lf2407a)与5v器件接口。

关键词:cpld(cpld);dsp(dsp);混合电压(multivolt)

1. epm7128slc84-15简述

epm7128slc84-15是altera公司推出的max7000s 系列的cpld(complex programmable logic device);采用cmos e2prom工艺,传输延迟仅为5ns;内部具有丰富的资源--128个触发器、2500个用户可编程门;而且具有68个用户可编程的io口,为系统定义输入、输出和双向口提供了极大的方便;为了比较适合混合电压系统,通过配置,输入引脚可以兼容3.3v/5v逻辑电平,输出可以配置为3.3v/5v逻辑电平输出。epm7128同时还提供了jtag接口,可进行isp编程,极大地方便了用户。

2. 电源设计

tms320lf2407a的工作电压是3.3v,而系统中许多常用外围器件的主要工作电压通常是5v,因此以tms320lf2407a为核心构成的应用系统必然是一个混合电压系统。系统中不仅要求有3.3v的电源,还要求有5v的电源。设计的目标就是减少所需电源的数目,并减少产生这些电源电压所需器件的数目。为了减少多电源所需的额外器件的数目,不少厂家提供了产生多种电压的芯片。同时,随着技术的不断进步,将会出现更多的低电压器件,从而逐渐消除对多电源的要求和产生这些电源的花费和复杂性。 对于tms320lf2407a应用系统而言,首先要解决的就是3.3v电源问题。解决3.3v电源通常有以下几种方案。

2.1 电阻分压

利用电阻分压的方法,其原理如图1所示。其成本比较低并且结构简单,可以作为一种应急的方案。但是,该电路实际的输出电压显然要小于3.3v,并且随着负载的变化,输出电压也会产生波动。此外,这种电路的无功功耗也比较大。

2.2 直接采用电源模块

考虑到开关电源设计的复杂性,一些公司推出了基于开关电源技术的低电压输出电源模块。这些模块可靠性和效率都很高,电磁辐射小,而且许多模块还可以实现电源隔离。这些电源模块使用方便,只需增加很少的外围元件,但是价格比较昂贵。

2.3 利用线性稳压电源转换芯片

线性稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片,基本上不需要外围元件。但是传统的线性稳压器,如lm317,要求输入电压比输出电压高2v或者更大,否则就不能够正常工作。因此对于5v的输入,输出并不能够达到3.3v。面对低压电源的需求,许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器(ldo)。这种电源芯片的压差只有1.3v~0.2v,可以实现5v转3.3v的要求。ldo所需的外围器件数目少、使用方便、成本较低、纹波小、无电磁干扰。例如,ti公司的tps73xx系列就是ti公司为配合dsp而设计的电源转换芯片,其输出电流可以达到500ma,且接口电路非常简单,只需接上必要的外围电阻,就可以实现电源转换。该系列分为固定电压输出的芯片和可调电压输出的芯片,但这种芯片通常效率不是很高。

综合几种电源的优缺点,dsp系统采用ldo芯片tps7333。此芯片是ti公司专门为3.3v低压系统设计的,它是固定输出3.3v,且有上电产生dsp系统复位所需的信号。此外它输出电流可达几百毫安,输出功率完全能够满足系统所需。具体电路如图2所示。

3. tms320lf2407a逻辑接口设计

3.1 各种电平的转换标准

在进行dsp系统设计时,除了dsp和cpld本身外,还有很多外围的模块和芯片,比如键盘显示接口芯片(82c79)、d/a、a/d、i2c等。这些可归成两类--输入5v ttl电平和5v cmos电平。因此就存在一个如何将dsp与这些芯片或模块可靠接口的问题。

作者email: xuelei_51@126.com

摘要:tms320lf2407a采用了高性能静态cmos技术,使得供电电压降为3.3v,减小了控制器的功耗。但是系统中依然存在很多5v供电的芯片,因此这个系统中就不可避免地存在不同供电电压的模块。为了适应混合电压系统,采用cpld(epm7128)实现dsp(tms320lf2407a)与5v器件接口。

关键词:cpld(cpld);dsp(dsp);混合电压(multivolt)

1. epm7128slc84-15简述

epm7128slc84-15是altera公司推出的max7000s 系列的cpld(complex programmable logic device);采用cmos e2prom工艺,传输延迟仅为5ns;内部具有丰富的资源--128个触发器、2500个用户可编程门;而且具有68个用户可编程的io口,为系统定义输入、输出和双向口提供了极大的方便;为了比较适合混合电压系统,通过配置,输入引脚可以兼容3.3v/5v逻辑电平,输出可以配置为3.3v/5v逻辑电平输出。epm7128同时还提供了jtag接口,可进行isp编程,极大地方便了用户。

2. 电源设计

tms320lf2407a的工作电压是3.3v,而系统中许多常用外围器件的主要工作电压通常是5v,因此以tms320lf2407a为核心构成的应用系统必然是一个混合电压系统。系统中不仅要求有3.3v的电源,还要求有5v的电源。设计的目标就是减少所需电源的数目,并减少产生这些电源电压所需器件的数目。为了减少多电源所需的额外器件的数目,不少厂家提供了产生多种电压的芯片。同时,随着技术的不断进步,将会出现更多的低电压器件,从而逐渐消除对多电源的要求和产生这些电源的花费和复杂性。 对于tms320lf2407a应用系统而言,首先要解决的就是3.3v电源问题。解决3.3v电源通常有以下几种方案。

2.1 电阻分压

利用电阻分压的方法,其原理如图1所示。其成本比较低并且结构简单,可以作为一种应急的方案。但是,该电路实际的输出电压显然要小于3.3v,并且随着负载的变化,输出电压也会产生波动。此外,这种电路的无功功耗也比较大。

2.2 直接采用电源模块

考虑到开关电源设计的复杂性,一些公司推出了基于开关电源技术的低电压输出电源模块。这些模块可靠性和效率都很高,电磁辐射小,而且许多模块还可以实现电源隔离。这些电源模块使用方便,只需增加很少的外围元件,但是价格比较昂贵。

2.3 利用线性稳压电源转换芯片

线性稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片,基本上不需要外围元件。但是传统的线性稳压器,如lm317,要求输入电压比输出电压高2v或者更大,否则就不能够正常工作。因此对于5v的输入,输出并不能够达到3.3v。面对低压电源的需求,许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器(ldo)。这种电源芯片的压差只有1.3v~0.2v,可以实现5v转3.3v的要求。ldo所需的外围器件数目少、使用方便、成本较低、纹波小、无电磁干扰。例如,ti公司的tps73xx系列就是ti公司为配合dsp而设计的电源转换芯片,其输出电流可以达到500ma,且接口电路非常简单,只需接上必要的外围电阻,就可以实现电源转换。该系列分为固定电压输出的芯片和可调电压输出的芯片,但这种芯片通常效率不是很高。

综合几种电源的优缺点,dsp系统采用ldo芯片tps7333。此芯片是ti公司专门为3.3v低压系统设计的,它是固定输出3.3v,且有上电产生dsp系统复位所需的信号。此外它输出电流可达几百毫安,输出功率完全能够满足系统所需。具体电路如图2所示。

3. tms320lf2407a逻辑接口设计

3.1 各种电平的转换标准

在进行dsp系统设计时,除了dsp和cpld本身外,还有很多外围的模块和芯片,比如键盘显示接口芯片(82c79)、d/a、a/d、i2c等。这些可归成两类--输入5v ttl电平和5v cmos电平。因此就存在一个如何将dsp与这些芯片或模块可靠接口的问题。

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