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OSD335x 最小系统的设计

TI 的 OSD335x-SM 芯片,是一颗将 Cortex-A8 AM335x 处理器、DDR3 内存、TPS65217C PMIC(电源管理芯片)、TL5209 LDO、所需的被动器件、以及 4KB 的 EEPROM 集成在 BGA 封装内的 SIP(System-in-Package)模组。

OSD335x 的最小系统包括 4 个部分:电源、时钟、复位、烧录调试接口。为了让其更易于使用,还可以加上一对按钮、几颗 LED 和一些外设排针。

电源#

输入#

  • VIN_AC:主电源输入(DC5V@2A),根据需要加保险丝、磁珠、二级管、输入保护等。
  • VIN_USB:USB 电源输入(DC5V@0.5A,通过内部 PMIC 可提高至 1.3A),也作为 USB 2.0 host 的参考电压电流
  • VIN_BAT:可作为电池输入(使用电池电源,2.75-5.5V)或输出(为电池充电),不可作为事件输入。

输出#

  • SYS_VOUT:等于输入 PMIC 的电压,要注意接在这个引脚上的元器件是能在 3-5V 区间内使用的,因为当电池充电的时候,PMIC 切换不同的电源输入。
  • SYS_VDD1_3P3V:3.3V 输出,由 TL5209 LDO 提供,并由 PMIC 的 LDO4 使能,作为主电源输出。
  • SYS_VDD2_3P3V:3.3V 输出,由 PMIC 的 LDO2 提供。
  • SYS_RTC_1P8V:1.8V 输出,由 PMIC 的 LDO1 提供,也用于驱动 AM335x 内部 RTC。
  • SYS_VDD_1P8V:1.8V 输出,由 PMIC 的 LDO3 提供。
  • SYS_ADC_1P8V:1.8V 输出,由 PMIC 的 LDO3 提供,为模拟应用做了滤波,在内部也为 AM335x ADC 供电。

推荐为所有电源输出添加测试点,方便调试。

还有一些为内部供电的引脚:VDDSHV_3P3V、VDDS_DDR、VDD_MPU、VDD_CORE、VDDS_PLL。他们仅供引出测试点测量,但不要引出给外部电路使用。

模拟参考输入与地#

OSD335x 有 ADC 接口,如果要使用 ADC,则必须正确使用模拟电源和模拟地。ADC 接口能承受最高 1.8V 的模拟输入(参照 VREFP 引脚)。通常来说,VREFP 可直接连接 SYS_ADC_1P8V,但如果有需要,可以分压到一个更低的电压。

电源管理#

在 OSD335x 内部,AM335x 通过 I2C0 与 TPS65217C PMIC 进行通信。

I2C0 内部有 4.7k 上拉电阻,但如果要带设备的话,最好在外部额外添加上拉电阻。

TPS65217C PMIC 可通过 I2C 来设置以下参数:

  • 电池充电电压
  • 充电安全时间控制
  • Buck/Boost 输出电压
  • LDO 输出电压
  • 上电 / 掉电时序
  • 过流过温阈值

除了通过 I2C 连接,PMIC 还有些功能引脚需要连接 OSD335x:

  • PMIC_POWER_EN:用于 AM335x 控制 PMIC 上电时序
  • PMIC_IN_PWR_EN:使能 PMIC 的 buck 和 LDO,给高电平会开始进入上电时序控制
  • RTC_PWRONRSTN:AM335x RTC 的独立电源复位脚
  • PMIC_OUT_LDO_PGOOD:LDO1 和 LDO2 的输出状态,高电平输出良好,低电平代表任意一个 LDO 输出异常。
  • EXT_WAKEUP:外部事件唤醒引脚
  • PMIC_OUT_NWAKEUP:Host 外部事件唤醒引脚(低电平有效)
  • EXTINTN:AM335x 外部中断输入引脚
  • PMIC_OUT_NINT:PMIC 终端输出引脚(低电平有效)

电源按键#

TPS65217C PMIC 内部有一个低电平有效的复位输入,通过 PMIC_IN_PB_IN 引脚连接在 OSD335x,也可以外接按键。这个输入引脚有 50ms 的去抖动时间,和一个内部上拉电阻。除此之外,这个电源按钮还有以下功能:

  • 当 PMIC_IN_PB_IN 检测到下降沿输入时,PMIC 将会从关闭或睡眠模式中唤醒
  • 当 PMIC_IN_PB_IN 保持低电平超过 8 秒时,PMIC 会重新上电/复位
  • 如果 PMIC_IN_PB_IN 引脚长时间保持低电平,器件将继续在 ACTIVE 和 RESET 状态之间循环,每 8 秒进入复位。

电源指示灯#

我们使用 SYS_VDD2_3P3V(150mA) 作为电源指示灯的输出。

复位#

OSD335x 有几种复位方式:

  • 冷复位(上电复位):在设备上电和电源域上电时进行
  • 热复位
    • 是部分复位,不影响全局逻辑
    • 是为了减少复位恢复时间

OSD335x 有 3 个复位输入(与 AM335x 上的复位输入同名):

  • PWRONRSTN:冷复位;在上电期间需要保持低电平,直到所有输入电源线都稳定为止;不可阻塞,除了 RTC 外,整个系统都会收到影响。
  • WARMRSTN:热复位;一些 PRCM(电源、复位和时钟管理)和控制模块寄存器对热复位不敏感
  • RTC_PWRONRSTN:RTC 模块专用的上电复位输入不受冷复位影响,RTC_PWRONRSTN 也不会对设备其他部分产生影响。

时钟#

OSC0 与 OSC1#

OSD335x 有两个时钟输入:

  • OSC0:高速时钟输入(主时钟),在 19.2MHz、24MHz(推荐)、25MHz 或 26MHz 频率下工作。此时钟源为所有非 RTC 功能提供参考。OSC0 时钟输入拥有 OSC0_IN、OSC0_OUT 和 OSC0_GND 引脚。
  • OSC1:低速时钟输入,运行在 32.768kHz 下,为 RTC 供电。OSC1 时钟输入拥有 OSC1_IN、OSC1_OUT 和 OSC1_GND 引脚。此时钟源默认失能,非必要输入,如果需要的话,可以接收内部 32kHz RC 晶振信号。

上图中,Rbias 与 Rd 是可选的。如果不能提供准确的频率,Rbias 可用于灵活校准,可以 DNP(可不加进原理图或留空位)。但如果不需要 Rd 的话,必须用导线替代,否则会造成断路。

在参考设计中,OSC0 选用 7A-24.000MAAJ-T 24MHz 晶振,18pF 电容,1MΩ 电阻作为 Rbias。

RTC_KALDO_ENN 引脚默认外部下拉(10k 电阻),用于使能内部 RTC LDO。

烧录调试接口#

在参考设计中,使用 JTAG 接口。

https://octavosystems.com/octavosystems.com/wp-content/uploads/2017/07/JTAG.jpg

其他外设#

启动配置#

启动配置表可参考 AM335x Technical Reference Manual (TRM)SYSBOOT Configuration Pins 章节

在参考设计中,我们这样接:

配置以下参数:

  • 设置时钟频率为 24Mhz
  • 通过 XDMA_EVENT_INTR0 禁用 CLKOUT1 输出,该引脚仅用于 JTAG 仿真。
  • 将启动顺序设置为 SPI0 -> MMC0 -> USB0 -> UART0

用户按键与 LED#

外设排针#

参考与致谢#

文章作者:Power Lin
原文地址:https://wiki-power.com
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