このアプリケーション・ノートは、産業用 AM64x Sitara プロセッサに電力を供給する非車載システムに TPS65220 または TPS65219 パワー・マネージメントIC (PMIC) を統合する際のガイドとして使用できます。注文可能な型番の比較表には、AM64x のさまざまな使用事例をサポートする、工場出荷時にプログラム済みの TPS65220 および TPS65219のバリエーションの構成が詳細に記載されています。設計プロセスを支援するために、電源マップの例が提供されます。
Sitara™is a TM ofTI corporate name.
Arm®is a reg TM ofArm Ltd.
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TPS65220 PMIC は、AM64x プロセッサおよび主要なペリフェラルへの電力供給専用に設計された、低コストで省スペースのソリューションです。TPS65220 PMIC (SK-AM64B) を使用すると、AM64x SK EVM リビジョン 2 を使用したハードウェア・ソリューションが簡単に利用できます。また、ファンクショナル・スピン TPS65219 はフレキシブルなマッピング機能を備えており、AM64x のさまざまな使用事例をサポートする、工場出荷時にプログラム済みのバリアントが複数提供されます。Arm® プロセッサの Sitara™ ファミリに属する AM64x は、広範な産業用アプリケーション向けに、柔軟性が高く、リアルタイムで低レイテンシの処理を実現します。このプロセッサは、モーター・ドライブからプログラマブル・ロジック・コントローラ (PLC) まで各種アプリケーションで使用できるように、強力なコンピューティング能力を提供すると同時に、ポータブル・システムや電力に制約のあるシステム向けに設計されたパワー・マネージメント機能をサポートします。AM64x ファミリなどのプロセッサに電力を供給するには、十分な電流ヘッドルーム、厳格な過渡要件、電源オン/電源オフ・シーケンス用に完全に制御可能な多数のレールなどの要件を満たす必要があります。
AM64x プロセッサ には、メイン・レール用に少なくとも 7 つの電源が必要です。これらは、コア電源レール (VDD_CORE および VDDR_CORE)、DDR IO 電源 (VDDS_DDR)、1.8V/3.3V のデジタルおよびアナログ IO レール (VDDSHVx、VDDSHV_MCU、VDDSHVy、VDDA_MCU) で構成されます。このアプリケーション・ノートでは、AM64 SitaraTM プロセッサおよび主要なペリフェラルへの電力供給専用に設計された、TPS65220 および TPS65219 パワー・マネージメント IC (PMIC) とフル機能セットについて説明します。
TPS65220 および TPS65219 PMIC は、それぞれ 7 個のレギュレータ、3 個の降圧レギュレータ、4 個の低ドロップアウト・レギュレータ (LDO) を内蔵しています。降圧コンバータは、Buck1 で最大 3.5A、その他の降圧レギュレータでそれぞれ 2A をサポートします。LDO1 および LDO2 (2×400mA) は、ロード・スイッチとして構成することも、動的な SD カード電圧をサポートするバイパス・モードに構成することも可能です。LDO3 および LDO4 (2×300mA) は、ロード・スイッチとして構成できます。この PMIC は VIN 範囲が 2.5V~5.5V と広く、3.3V または 5V の一般的なシステム電圧をサポートします。I2C インターフェイス、3 本の GPIO ピン、3 本のマルチファンクション・ピンを備えた TPS65220 および TPS65219 PMIC は、それぞれ AM64x SoC や他の多くの SoC に電力を供給できる完全な電源パッケージを提供します。表 2-1 に、TPS65220 および TPS65219 の電源リソースの概要を示します。
TPS65220 は -40℃~+125℃の周囲温度で動作が規定されており、TPS65219 は -40℃~+105℃の周囲温度で動作が規定されています。TPS65220 の 拡張 PMIC 温度範囲は、より高温で動作する AM64x ベースのシステムをサポートします。安全重視のアプリケーション向けに、TPS65220 は機能安全に対応しています。したがって、TPS65220 の開発プロセスは TI の品質管理プロセスに基づいており、TPS65220 では機能安全 FIT 率の計算と故障モード分布 (FMD) も利用できます。TPS65220 デバイスは、プログラムされた NVM 設定に応じて 2.3MHz の固定周波数または 2.3MHz の擬似固定周波数のいずれかに対応するため、スイッチング周波数の柔軟性も向上しており、低 IQ / 自動 PFM モードと強制 PWM モードで使用できます。表 2-2 に、TPS65220 と TPS65219 の機能比較を示します。
入力電圧 | 出力電圧 | 電流能力 | 備考 | |
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BUCK1 | 2.5V~5.5V | 0.6V~3.4V | 3.5A |
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BUCK2 | 2.5V~5.5V | 0.6V~3.4V | 2A | |
BUCK3 | 2.5V~5.5V | 0.6V~3.4V | 2A | |
LDO1 | 1.5V~5.5V | 0.6V~3.4V | 400mA |
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LDO2 | 1.5V~5.5V | 0.6V~3.4V | 400mA | |
LDO3. | 2.5V~5.5V | 1.2V~3.3V | 300mA |
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LDO4. | 2.5V~5.5V | 1.2V~3.3V | 300mA |
機能 | TPS65220 | TPS65219 |
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スイッチング周波数 | 最大 2.3MHzデバイスの構成 (プログラムされた NVM 設定) に応じて、疑似固定周波数または固定周波数のいずれかに対応。 擬似固定周波数:
固定周波数:
| 最大 2.3MHz
|
自由気流での動作温度 (TA) | -40℃~125℃ | -40℃~105℃ |
動作時の接合部温度 (TJ) | -40℃~150℃ | -40℃~125℃ |
機能安全対応 | 機能安全対応 (TI の品質管理プロセス、機能安全 FIT 率の計算、故障モード分布が利用可能) | なし |
評価基板が入手可能 | SK-AM64B EVM 評価ボードは、2022 年 9 月から TI.com で入手できます。 | TPS65219EVM (PMIC のみ。プロセッサは含まない) |
パッケージ | 1 パッケージ・オプション
| 2 パッケージ・オプション
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