【CVM01系列】| MCU硬件設(shè)計(jì)指南：電源系統(tǒng)

《CVM01xx系列MCU硬件設(shè)計(jì)指南》主要面向CVM01xx應(yīng)用開發(fā)者及愛好者，對CVM01xx系列MCU硬件的電源系統(tǒng)、時(shí)鐘電路、調(diào)試和編程接口、模擬比較器接口、通信模塊等設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分享，以幫助開發(fā)者了解操作系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟硬件開發(fā)的基本原理。

01、了解CVM01xx系列MCU

曦華科技CVM01xx系列MCU是基于ARM? Cortex?-M4F和M0+內(nèi)核的32位汽車級通用微控制器，產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合ACE-Q100 Grade1汽車級質(zhì)量認(rèn)證及ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，特別適用于汽車電子車身控制等應(yīng)用領(lǐng)域。

CVM01系列器件采用2.7-5.5V電源，注重汽車環(huán)境的穩(wěn)定性，非常適合惡劣電氣環(huán)境下的各種應(yīng)用。同時(shí)這些器件針對成本敏感型應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，提供低引腳數(shù)的產(chǎn)品可供選擇。

CVM01系列提供寬泛的內(nèi)存、外設(shè)和封裝選項(xiàng)。它們共享相同的外設(shè)和引腳數(shù)，使開發(fā)人員可在MCU系列內(nèi)或在MCU系列之間輕松遷移，以利用更多的存儲器或功能集成。這種可擴(kuò)展性允許開發(fā)人員將其終端產(chǎn)品平臺標(biāo)準(zhǔn)化為CVM01xx系列，最大限度地提高硬件和軟件的復(fù)用率，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

CVM01xx系列MCU的特性如下：

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1)32位ARM? Cortex?-M4F和M0+內(nèi)核，頻率最高可達(dá)120MHz

2)最高可達(dá)1MB的P-Flash和256KB的D-Flash（支持高達(dá)4KB的模擬EEPROM），最高可達(dá)128KB的SRAM

3)2.7V-5.5 V工作電壓范圍，所有I/O支持2.7 V-5.5 V電壓

4)芯片集成多個(gè)時(shí)鐘源：-內(nèi)部晶體振蕩電路，可外接4-40MHz晶體或陶瓷諧振器

-內(nèi)部48MHz高速RC振蕩器-內(nèi)部8MHz低速RC振蕩器

-內(nèi)部128kHz低功耗振蕩器

-內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL），提供高速的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)鐘

5)內(nèi)置穩(wěn)壓電路和電源管理，支持多種電源模式：

-運(yùn)行（RUN）

-停止（STOP）

-待機(jī)（STANDBY)

6)具有最多128個(gè)GPIO管腳，所有管腳都具有低功耗喚醒能力，部分管腳具有大電流驅(qū)動能力

7)豐富的外設(shè)通信接口

-最多4路CAN-FD，支持Pretended Networking模式

-最多4路UART，支持LIN功能

-最多4路SPI，最高20 Mbps時(shí)鐘速率，支持菊花鏈通信

-1路I2C，支持7位和10位的器件地址

-1路I2S，支持主機(jī)（master）和從機(jī)（slave）模式

8)高性能的模擬模塊，可提供高精度的混合信號處理能力：-2個(gè)12位的SAR ADC，轉(zhuǎn)換速率可達(dá)1.5 Msps

-1個(gè)高速模擬比較器，自帶8位的DAC

9)符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100 Grade 1，環(huán)境工作溫度范圍：-40 ?C ~ 125 ?C

10)提供32 QFN ~ 144 LQFP的多種封裝
02、電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)章節(jié)重點(diǎn)描述電源配置的不同選擇，以及正確連接電源和接地引腳的注意事項(xiàng)。

△表1CVM01xx電源引腳和域

△圖1CVM014x的電源引腳和域 - 100LQFP和100BGA封裝

△圖2CVM014x的電源引腳和域 - 64LQFP封裝

△圖3?CVM011x的電源引腳和域 - 48LQFP封裝

△圖4CVM011x的電源引腳和域 - 32QFN封裝

注意：所有VDD和VDDA引腳必須被短接到一起，并從外部連接到PCB上的一個(gè)公共參考點(diǎn)。

2.1 BULK電容和去耦電容

BULK/旁路和去耦電容的有效性取決于擺放的最佳位置和連接方式。BULK/旁路電容作為電源引腳的本地電源，需靠近去耦電容并盡可能靠近指定的電源引腳。
去耦電容需使電源、MCU和參考地之間的電流回路盡可能短，以應(yīng)對高頻瞬變和噪聲。因此，所有的去耦電容應(yīng)盡可能地靠近各自的電源引腳；去耦電容的接地端焊盤應(yīng)通過一個(gè)過孔直達(dá)內(nèi)層地平面。此外電容的電源端不應(yīng)通過長線連接到電源平面。

△圖5 Bulk和去耦電容的鏈接

△表2CVM01xx - BULK和去耦電容

2.2MCU電源上升率

在CVM01xx的數(shù)據(jù)手冊中，有一個(gè)名為"MCU電源斜率"的參數(shù)，該參數(shù)具有最大和最小的限制。在MCU上電期間，電源必須保證從VDD_OFF到正常工作電壓VDD的斜率在這個(gè)范圍內(nèi)。否則會導(dǎo)致MCU的異常行為、操作粘滯或MCU內(nèi)部損壞。正確的電源斜率圖形如圖 6所示。

△圖6MCU電源的斜率

來源：深圳曦華科技

審核編輯：湯梓紅