【NXP i.MX RT1170 技术手册】- i.MX RT1170 外部电源方案配置注意事项

日期2024-06-16

一、前言

NXP 所推出的 i.MX RT1170 系列,是一款结合了尖端技术的全新处理器系列。它整合了 Arm® Cortex®-M7 核心与 ARM Cortex®-M4 核心,大幅提升 MCU 的运算效能。




在电源设计上,也展现了多项引人注目的特点。例如,内建的高效能 LDO(低压差线性稳压器)与 DCDC(直流转直流转换器),能为内部模组提供稳定的电力供应,同时简化了电源的时序设计,进一步优化了整体的能源效率。
 
值得注意的是,该处理器内置的 DC-DC 仅适用于高达 105°C 的消费类应用和工业应用。然而,对于汽车应用,当结温(Tj)提高到 125°C 时,内核平台功耗可能会超过其内部 DC-DC 的容量。

 为了解决这个问题,NXP 提供了搭配 PF5020 外部电源方案,确保能够提供正确的电源时序和电压,以满足 RT1170 的需求。

 另外,如果要使用 SDK 的范例为基础进行开发,由于 SDK 范例是基于公板的硬体,因此还需要对电源设定进行调整,才能够让范例能顺利运行。

 本文旨在介绍,当 MCU 采用外接电源方案时,应如何进行硬体配置及软体设定的相关步骤。


二、i.MX RT1170 内部电源方案的硬体配置与启动时序



上图为 i.MX RT1170 电源控制方块与启动时序,说明如下 : 


1. 首先,外部电源 ( LDO ) 供电至 SNVS_IN。
2. 接着,MCU 发出 PMIC_REQ_ON 讯号。
3. 透过 PMIC_REQ_ON 讯号控制,启动周边电源 DC / DC。
4. DC / DC 发出 DCDC_PSWITCH 信号,经过 1 毫秒的 R/C 延迟后,开始启动内部 LDO 和 DC / DC 转换器。
5. 内部的 DCDC_OUT 输出电压至 VDD_SOC_IN,此时 ARM 核心启动。 

延迟的主要目的,主要是先让 DCDC_IN 先达到稳态,再提供信号给 DCDC_PSWITCH,让内部的 DC / DC 工作,因此 DCDC_PSWITCH 可视为 MCU 内部 DC / DC 是否启动的开关。


三、i.MX RT1170 外部电源方案的硬体配置

参照《Hardware Development Guide for the MIMXRT1160/1170 Processor》所述。



若选择使用 i.MX RT1170 的外部电源方案,则必须将 DCDC_PSWITCH 和 DCDC_MODE 这两个脚位接至接地。其他相关脚位则无需连接,具体的线路调整可参考下列资讯:



电源的开机时序仍与先前的描述相同,因此将由 PF5020 负责时序控制。


四、i.MX RT1170 外部电源方案的软体配

1. SDK 范例是建立在公版硬体基础上,而公版硬体预设采用内建电源方案。本章节将以 SDK 中的 Hello_World 范例为例,说明如何进行相应的调整。

2. 程式载入后,会开始对硬体进行配置,涵盖 MPU、Pins 以及 Clock。
    


3. 在 BOARD_BootClockRUN 的初始阶段,系统会以 DCDC Buck Mode 设定电压。



4. 透过 DCDC_SetVDD1P0BuckModeTargetVoltage 函数,系统会启动 VDD1P0。



并将其电压设定为特定值



随后等待 VDD1P0 电压稳定




由于我们已经关闭了 MCU 内部的 LDO,而 SDK 的范例是针对标准板硬体设计的,因此可能会因为持续检查 VDD1P0 是否稳定而导致程式停滞在 while 回圈中

5. 为了避免这个问题,需要在程式码中定义 SKIP_DCDC_ADJUSTMENT 并将其设为 1





6. 一旦完成定义,相关的程式码段将不会被执行



7. 程式运行结果




五、参考资料

1. i.MX RT1170 Processor Reference Manual
2. Hardware Development Guide for the MIMXRT1160/1170 Processor
3. Using i.MX RT117x Processor with PF5020 PMIC for Auto Application

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