EPM7128在TMS320LF2407A系統(tǒng)中電平轉(zhuǎn)換的應(yīng)用

1. EPM7128SLC84-15簡(jiǎn)述

　　EPM7128SLC84-15是Altera公司推出的MAX7000S 系列的CPLD(Complex Programmable Logic Device);采用CMOS E2PROM工藝，傳輸延遲僅為5ns;內(nèi)部具有豐富的資源--128個(gè)觸發(fā)器、2500個(gè)用戶可編程門;而且具有68個(gè)用戶可編程的IO口，為系統(tǒng)定義輸入、輸出和雙向口提供了極大的方便;為了比較適合混合電壓系統(tǒng)，通過配置，輸入引腳可以兼容3.3V/5V邏輯電平，輸出可以配置為3.3V/5V邏輯電平輸出。EPM7128同時(shí)還提供了JTAG接口，可進(jìn)行ISP編程，極大地方便了用戶。

　　2. 電源設(shè)計(jì)

　　TMS320LF2407A的工作電壓是3.3V，而系統(tǒng)中許多常用外圍器件的主要工作電壓通常是5V，因此以TMS320LF2407A為核心構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)必然是一個(gè)混合電壓系統(tǒng)。系統(tǒng)中不僅要求有3.3V的電源，還要求有5V的電源。設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是減少所需電源的數(shù)目，并減少產(chǎn)生這些電源電壓所需器件的數(shù)目。為了減少多電源所需的額外器件的數(shù)目，不少廠家提供了產(chǎn)生多種電壓的芯片。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)出現(xiàn)更多的低電壓器件，從而逐漸消除對(duì)多電源的要求和產(chǎn)生這些電源的花費(fèi)和復(fù)雜性。 對(duì)于TMS320LF2407A應(yīng)用系統(tǒng)而言，首先要解決的就是3.3V電源問題。解決3.3V電源通常有以下幾種方案。

　　2.1 電阻分壓

　　利用電阻分壓的方法，其原理如圖1所示。其成本比較低并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以作為一種應(yīng)急的方案。但是，該電路實(shí)際的輸出電壓顯然要小于3.3V，并且隨著負(fù)載的變化，輸出電壓也會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。此外，這種電路的無功功耗也比較大。

圖1 電阻分壓原理圖

　　2.2 直接采用電源模塊

　　考慮到開關(guān)電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，一些公司推出了基于開關(guān)電源技術(shù)的低電壓輸出電源模塊。這些模塊可靠性和效率都很高，電磁輻射小，而且許多模塊還可以實(shí)現(xiàn)電源隔離。這些電源模塊使用方便，只需增加很少的外圍元件，但是價(jià)格比較昂貴。

　　2.3 利用線性穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換芯片

　　線性穩(wěn)壓芯片是一種最簡(jiǎn)單的電源轉(zhuǎn)換芯片，基本上不需要外圍元件。但是傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如LM317，要求輸入電壓比輸出電壓高2V或者更大，否則就不能夠正常工作。因此對(duì)于5V的輸入，輸出并不能夠達(dá)到3.3V。面對(duì)低壓電源的需求，許多電源芯片公司推出了低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)。這種電源芯片的壓差只有1.3V~0.2V，可以實(shí)現(xiàn)5V轉(zhuǎn)3.3V的要求。LDO所需的外圍器件數(shù)目少、使用方便、成本較低、紋波小、無電磁干擾。例如，TI公司的TPS73xx系列就是TI公司為配合DSP而設(shè)計(jì)的電源轉(zhuǎn)換芯片，其輸出電流可以達(dá)到500mA，且接口電路非常簡(jiǎn)單，只需接上必要的外圍電阻，就可以實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換。該系列分為固定電壓輸出的芯片和可調(diào)電壓輸出的芯片，但這種芯片通常效率不是很高。

　　綜合幾種電源的優(yōu)缺點(diǎn)，DSP系統(tǒng)采用LDO芯片TPS7333。此芯片是TI公司專門為3.3V低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，它是固定輸出3.3V，且有上電產(chǎn)生DSP系統(tǒng)復(fù)位所需的信號(hào)。此外它輸出電流可達(dá)幾百毫安，輸出功率完全能夠滿足系統(tǒng)所需。