ホーム » 情報 » (IoTのコンピューティング能力が、アプリケーションプロセッサの効率的な電源に適していることを確認します)

(IoTのコンピューティング能力が、アプリケーションプロセッサの効率的な電源に適していることを確認します)

Posted by: Yoyokuo 2022-05-11 (IoTのコンピューティング能力が、アプリケーションプロセッサの効率的な電源に適していることを確認します) はコメントを受け付けていません

「「私たちの惑星はよりスマートになります:私たちの日常生活の中で、ますます多くの製品が装備されています 電子 プロセッサ–そしてこれらのデバイスのパフォーマンスのおかげで私たちの生活は楽になります。 では、どのようにして多くのプロセッサに、より優れた効率的な方法で電力を供給するのでしょうか。

「「

私たちの地球はよりスマートになります。私たちの日常生活では、ますます多くの製品に電子プロセッサが搭載されています。これらのデバイスのパフォーマンスのおかげで、私たちの生活はより簡単になります。 では、どのようにして多くのプロセッサに、より優れた効率的な方法で電力を供給するのでしょうか。

モノのインターネット、スマートホーム、スマートシティ…長い間、多くの人がそれはすべてファンタジーだと考えていました。 しかし、ますます具体的なアプリケーションシナリオが私たちの生活に入ってきたか、私たちの日常業務で明らかになることは間違いありません。

IoTと関連トピックの鍵は、接続性です。家庭用サーモスタットであろうと車であろうと、あらゆる種類のデバイスが相互に接続され、相互に、またはクラウドと通信します。 データスループットと転送速度の向上は、5Gなどの新しいテクノロジーが必要であることを意味します。さらに、十分なコンピューティング能力がないと、デバイスの機能と接続を実現できないという別の事実を忘れてはなりません。

正しいプロセッサ

現在、デバイスには、より多くの機能を実現するためのアプリケーションプロセッサが搭載されている必要があります。 クラウドやその他のデバイスへの接続はそのタスクの1つですが、特にユーザーとの通信には強力なコンピューティング能力が必要です。高品質のビデオ、2Dおよび3Dグラフィックス、音声制御はすべて、より高度なプロセッサを必要とします。

NXP® 半導体(以下「NXP」という)i.MX8MMiniシリーズはそのようなプロセッサです。 より適切な命令/ワット数については、NXPのi.MX 8M Miniは、1.8GHzで最大4つのArm®Cortex®A53コア、および400MHzで1つのArmCortexM4を統合します。

i.MX 8M Miniシリーズは、1080pビデオ処理、2D / 3Dグラフィックス、高度なオーディオ機能、およびさまざまな高速インターフェイスをサポートしています。 これにより、さまざまな民生用および産業用アプリケーションに最適です。

電源

適切なプロセッサを選択するだけでは不十分です。 また、これらのデバイスに電力を供給する必要があります。 電源の設計は、多くの場合、困難な作業です。プロセッサには、さまざまな高精度の電源電圧が必要です。プロセッサの電源をオンまたはオフにするには、すべてを正確にシーケンスする必要があります。 さらに、メモリやさまざまな周辺機器にも電力が必要です。 もちろん、多くの個別のレギュレータを使用できますが、ボードスペースは非常に限られていることが多く、デバイスの電源投入シーケンスは非常に複雑になる可能性があります。

この問題の明らかな解決策は、パワーマネジメントIC(PMIC)を使用することです。 適切なPMICは、さまざまな電源を小さなスペースに統合し、外部の数を減らすことができます コンポーネント 必須であり、機能豊富なアプリケーションにさらに多くの補助機能を提供し、パワーシーケンスを統合します。 PMICは、単一のレギュレータと制御ロジックよりも効率的なソリューションです。

PMICを最大限に活用するには、対応するプロセッサ用にPMICをカスタマイズする必要があります。 たとえば、ロームの新しいBD71847AMWVは、NXPのi.MX8Mミニアプリケーションプロセッサ用に最適化されています。

IoTのコンピューティング能力が、アプリケーションプロセッサの効率的な電源に適していることを確認する

図1

ローマの解決策

このPMICは、i.MX 8Mミニアプリケーションプロセッサ、DDRメモリ、および一般的なシステムI /Oに必要なすべての電源を統合します。6つのDC/DCバックレギュレータ、6つのLDO、およびSDXCカード用の1つの1.8V/3.3V電源スイッチです。 さらに、PMICには、さまざまなアプリケーションシナリオをサポートするプログラム可能な電力制御シーケンサーが装備されています。 出力電圧、スルーレート、電力状態遷移、リセット動作などの多くの動作パラメータは、OTP構成および/またはソフトウェアを介して顧客が構成できます。 このPMICには、そのパフォーマンスを完成させる広範な監視および保護回路もあります。

IoTのコンピューティング能力が、アプリケーションプロセッサの効率的な電源に適していることを確認する

図2

これらの機能はすべて、コンパクトな56ピン7mm x7mmQFNパッケージに統合されています。 このピン配置は、NXPのi.MX8MミニプロセッサおよびDDRメモリと簡単にインターフェイスできるように設計されています。 完全に統合されたマルチバックレギュレータは1つの出力コンデンサのみを必要とするため、より小さなBOMが実現されます。 必要なすべてのコンポーネントを統合することにより、このPMICは、ディスクリートソリューションと比較して、コンポーネントが約52%少なく、PCB面積(片面取り付けの3タイプPCB)が最大53%少なくなります。 両面取付の場合、基板面積を300mmに縮小できます2以下。 PMICの入力電圧範囲は2.7V〜5.5Vで、シングルセルリチウムイオンバッテリー、USB入力および電源など、さまざまな電源電圧をサポートできます。

BD71847AMWVは、システム全体に電力を供給することができ、6つの完全なDC-DC降圧コンバーターが内蔵されて16.5Aを供給し、6つのLDOが1.1Aを超えて供給します。 自動パルス幅選択とパルス周波数変調により、チップは広い出力電圧と負荷範囲にわたって効率的な電力変換を可能にします。 さまざまなバックレギュレーターは、スイッチング周波数が2MHz / 1.5MHzの統合電源スイッチを使用しており、薄いインダクターを使用できます。 その出力電圧は広範囲にわたってプログラムすることができ、両方の降圧レギュレータは、最新のSoCに必要な動的電圧スケーリング(DVS)動作を使用して、プロセッサのより優れたシングルタスクエネルギー性能を実現します。 チップの電源アーキテクチャは、LDOレギュレータがクラス最高の全体的な効率でエネルギーを供給できるように最適化されており、最長の動作時間と優れた熱性能を実現します。 さまざまなLDOレギュレータにはプログラム可能な出力電圧があり、300mAの電流出力機能を提供できます。

BD71847AMWVは、SoCの要件に応じて出力電圧を調整するなど、12個のスイッチングレギュレータ/リニアレギュレータの起動シーケンスをプログラムできる構成可能なパワーシーケンサーも統合しています。 プロセッサの電源モード遷移は、ハンドシェイクI/Oインターフェイスとプログラム可能な電源ボタンによってトリガーされます。 デバイスの多機能単極スイッチ電源ボタンの動作は、Iによって決定できます。2Cインターフェースは広範囲にプログラムされています。 このインターフェースの入力耐電圧範囲は広く、レベルシフターは必要ありません。 このインターフェースを使用して、出力電圧、DVSスロープ(該当する場合)、動作モードなどの電気的特性を変更することもできます。システムの安全性を確保するために、PMICには32.768kHzの水晶ドライバーとウォッチドッグタイマーも含まれています。

ロームは、ユーザーがBD71847AMWVを簡単に評価できるようにする開発環境も提供しています。 パワーマネジメントICBD71847AMWVは、NXPのi.MX 8Mミニ評価キットに組み込まれており、対応するドライバーも評価キットのボードサポートパッケージに統合されています。

IoTのコンピューティング能力が、アプリケーションプロセッサの効率的な電源に適していることを確認する

画像3

特徴:

–入力電圧範囲:2.7V〜5.5V

–6つのプログラム可能な高速スイッチングDC/DCバックコンバータ

–6つの汎用LDO

–高速SDXCカード用の1.8V/3.3vパワーマルチプレクサ

–低コストのBOM –コンポーネントの公差、バイアスと熱劣化、およびバーンインに同時に対処

–消費電力の削減、動作時間の改善、熱性能の向上のために最適化された電力アーキテクチャ

– OTP構成可能、ソフトウェアでプログラム可能な電力制御シーケンサー

– i.MX8MMiniと互換性のある電力制御ハードウェアサイドバンドシグナリング

–単極多機能電圧ボタン機能

–32.768kHzクリスタルドライバー

–広範な保護機能(ソフトスタート、電源レールエラー検出、過電圧保護、過電流保護など)

–供給電圧許容差I2CI / F(最大1 MHz)

命令:

図1:ROHMの新しいPMICは、NXPのi.MX8Mミニプロセッサに電力を供給するためのより良い方法を提供します

図2:BD71847AMWVは、システムに必要なさまざまな電源を1つのチップに統合します

図3:電力管理IC BD71847AMWVは、NXPのi.MX8Mミニ評価キットに組み込まれています