NUC970是一款由Nuvoton Technology Corp(新唐科技)出品的处理器,它在设计中涉及了复杂和精细的电源序列管理以及复位机制。本文档主要围绕NUC970的电源序列和复位电路(Power Sequence & RESET)进行讨论。
一、多电源ESD结构带来的问题
在标准的I/O设计中,为了满足不同的电压需求,预驱动器(pre-driver)和后驱动器(post-driver)往往需要不同的供电电压。在NUC970处理器中,I/O功率轨(VD33)和核心功率轨(lower voltage)之间存在寄生的正向二极管路径。如果在系统上电或下电时,核心电压(较低的电压)比I/O电压(较高的电压)更早地提供电源,而不加注意,那么就会有电流通过寄生二极管流动,这可能会触发锁定(latch-up)现象。
为了防止这个问题的发生,在系统上电或下电时,应当谨慎地控制电源序列,避免核心电压在I/O电压之前被供电。
二、上电/下电电源序列
NUC970在上电时推荐的电源序列如下:
- 更高的电压(3.3V)应该比MVDD(1.8V)和核心电压(1.2V)更早到来。
- 建议T33与T12之间的时间延迟小于1毫秒。
- T18与T12之间的时间延迟推荐为0毫秒。
在下电时,应当先断开较低的电压(1.2V),然后再断开较高的电压(3.3V)。
三、推荐的电源IC控制连接
在NUC970中推荐的连接方式包括:
- Core Power IC的使能端连接到Core enable。
- MVDD Power IC的使能端连接到MVDD_enable。
- I/O Power IC的使能端连接到IO_enable。
- VIN连接到RTC_VDD,而RTC_WKUP连接到Power On/Off。
- GND连接到RTC_RPWR。
四、NUC970复位电路(RESET CKT)
除了典型的电阻和电容到复位的连接方式外,NUC970系列还需要一个辅助电路以确保系统复位的鲁棒性。当电源上/下迅速切换或核心电源的上电序列时间晚于IO电源时,这个复位电路能够提供稳定的系统复位。
复位电路的波形示例通常包括:
- RESET IO_3.3V
- Core_1.2V
- MVDD_1.8V
五、与实时时钟(RTC)相关的电源序列关系
文档中提及了与RTC有关的电源序列关系,虽然具体的实现细节没有在文档中给出,但可以理解为NUC970在设计中需考虑到处理器与RTC模块之间的交互关系。这可能包括在电源序列中对RTC模块进行特别的处理,以保证RTC可以正确地跟踪时间和在需要时唤醒系统。
六、具体组件说明
- RstNPN 390447K:一个NPN型晶体管,型号为390447K,用在复位电路中。
- VD33:3.3V的数字I/O和模拟I/O供电电压。
- VD12:1.2V的核心供电电压。
- VSS:接地连接。
- 1uF电容:在复位电路中用于稳定的电压。
- 0.1uF电容:在复位电路中用于滤波。
- 100KΩ电阻:与复位信号线相连的电阻。
- 47KΩ电阻:与NPN晶体管基极相连的电阻。
七、时间周期(T)和XTAL(晶振)周期
在复位电路和电源序列中,文档提及了与XTAL周期(T)相关的参数。在电路设计中,XTAL(晶振)周期是一个重要的基准,用于确保不同模块的时序同步。
八、总结
NUC970的电源序列和复位电路设计复杂,需要精确控制不同的电压轨在不同的时间点开启和关闭,以保证系统的稳定性和可靠性。在设计NUC970系统时,必须考虑到正确的电源序列和复位电路设计,从而避免可能触发锁定现象的风险,并确保系统可以被正确地复位。