学习笔记 | Power Management System

前言

PMS是Power Management System的简称，主要用于MCU各个电源轨的产生和监督，另外也负责CPU各个功耗模式的管理。本文主要介绍MCU电源轨的分布，供电模式，供电监督，4种功耗模式，以及低功耗模式下的功耗数据等内容。

参考资料：

[1] ​​https://videos.infineon-autoeco.com/pc/page/index?keyword=AURIX​​

[2] TriCore TM TC1.6.2 core architecture manual

[3 ]Infineon-AURIX_TC3xx_Part1-UserManual-v02_00-EN

正文

1.Power Supply and Control

1.1 PMS with TLF35584

TLF35584支持ALS-D的功能安全等级的，TLF可以提供三路电源，第一路主控电V_{LDO_QUC}接到V_EXT，第二路STBY_LDO接到V_EVRSB，主要是给MUC的Standby domain供电的，第三路V_{REF_LDO}主要给MCU的ADC供电。

TLF35584除了供电功能外，还能当作外部看门狗来用（window watch dog, feed by spi communication）。

MCU内部的EVR13是把外部的V_EXT转成1.25V，EVR33是把外部的V_EXT转成3.3V。

1.2 TC3xx Power Domains

在TC3xx里面分为多个Power Domains。

紫色和深棕色部分是Standby Domain低功耗域，这部分域由V_EVRSB供电。蓝色部分是外部输出引脚的输出电源，大部分由V_EXE供电，也有部分由V_FLEX供电（Flex的意思是“可变的”，支持3.3/5V，在V_FLEX为5V时V_FLEX可以输出3.3V，比如以太网的引脚），V_EBU

给外部总线供电，同样时Flex的。

浅棕色部分是V_AREF和V_DDM主要给模拟电路ADC供电，V_AREF必须小于等于V_DDM

，一般两个接在一起。

......

1.3 供电模式

5V系统，3.3V系统，5/3.3V系统三种供电模式。

5V系统的话，5V-3V之间MCU的内核都能正常工作。

MCU的整体功耗还是比较大的，所以在上电的过程或者下电过程（主要是上电）中电流的波动不能太大，上电过程中要把电流的变化限定在50mA/50us以内，电流上升太快的话就会导致MCU复位。

MCU的电源没有上电时许的要求。

1.4 TC3xx Salient features

对于高端的MCU（TC39x,TC38x）而言，EVRC需要配合外部的两个Mos组成SMPS电路产生内核需要的电源，之所以需要外接两个Mos来驱动是因为6个核产生的电流是比较大的。

1.5 Supply Mode Selection

HWCFG[6]配置Default状态所有的Pin脚是高阻态还是上拉高电平状态。

通过查询寄存PMSWSTAT.HWCFGVR来查看HWCFG[1,2]的配置。 

EVR33和EVRC可以使用内部的EVR产生3.3V和1.25V，也可以直接外部接3.3V和1.25V的电源轨（内部两个bypass）。

1.5.1 5V单电源供电模式

内部的EVR33和EVRC都enbale了，EVRC配置外部的两个Mos产生1.25V电源给内核供电，EVR33产生3.3V的电源。

1.5.2 3.3V单电源供电

EVRC enable，EVR33是不需要disable的。这个时候V_EXT，V_DDP3，V_FLEX都接到了3.3V上面了。我们所说的单电源供电主要说的就是V_EXT，V_DDP3这两个电源。

ADC部分是另外独立的概念，也就是说在3.3V下ADC的供电电源V_DDM也可以外接3.3V或者5V的电源。

1.5.3 双电源供电

1.25V给主核供电，EVRC disable，EVR33 enable。

1.5.4 三电源供电

EVRC disable，EVR33 disable。

1.6 EVRC内部原理

0.8MHz和1.8MHz可以在启动代码中进行配置，和ECU的EMC性能有关。

1.7 EVRC33内部原理

1.8 芯片内部IO的电源连接

IO引脚都有钳位电路。

2. Power Management

STANDBY模式的进入和退出需要区分系统是单电源系统还是双电源系统供电的情况。

3.Power Monitor

两种电源监控模式，Primary Monitor主要监控VEXT VDDP3 VDD三种电源，三个电源都有一个最小的threshold ，如果监控到小于最小的threshold就会触发LVD Reset。Secondary Monitor除了VEXT VDDP3 VDD外还监控VEVRSB VDDM VDDPD，它监控的电源可以设置一个范围，一旦超过范围就会产生一个Alarm给到SMU。Primary Monitor和Secondary Monitor的VREF都用到SHPBG的一个模块（芯片内部的一个DCDC的模块）。为了功能安全的考虑，PLPBG这个DCDC模块在电源上升/建立过程中会和SHPBG进行相互的检测，保证电源部分的冗余性和多样性。

4.Power Consumption

I_EXTRAIL是V_EXT转换过来的电流

I_DDMRAIL是V_DDM转换过来的电流

I_DDx3RAIL是V_DPP3转换过来的电流

I_DD是内核电流。

功耗估算可以使用Infineon提供的工具。

Sleep模式最大25mA，Standby模式最大150uA。

文章转载自公众号：汽车电子嵌入式