Autus I20 （MT2712） 是聯(lián)發(fā)科技向市場提供的具備靈活接口和多顯像解決方案的高性能六核車載信息娛樂系統(tǒng)，它內(nèi)含四顆 ARM Cortex-A35 處理器和兩顆 Cortex-A72 處理器，同時結(jié)合高性能的 ARM Mali-T880 MP4 GPU 和高達(dá) 4GB 的快速 LPDDR4 /DDR4，通過多媒體處理和高度靈活的視頻及音頻界面為車載信息娛樂系統(tǒng)提供了一個支持多種豐富應(yīng)用的平臺。通過連接組合芯片 MT6630，它還可將藍(lán)牙、Wi-Fi 和 GNSS 添加到平臺，為用戶提供無線連接和導(dǎo)航服務(wù)。關(guān)于 Autus I20（MT2712） 的特性，聯(lián)發(fā)科技的官網(wǎng)列出了如下參數(shù)信息：ProcessorCPU Type 1： 2x ARM Cortex-A72 @ 1.6GHzCPU Type 2： 4x ARM Cortex-A35 @ 1.2GHzCores： Hexa （6）Heterogeneous Multi-Processing： YesMemory and StorageMemory Type： DDR4， LPDDR4Memory Frequency： 2800MHzMax Memory Size： 4GBStorage Type： eMMC 5.1ConnectivityWireless Connectivity： Bluetooth， GNSS， Wi-FiBluetooth Version： 2.1 + EDR， 3.0， 4.1 （Low Energy）GNSS： Beidou， Galileo， Glonass， GPS， QZSS （supporting concurrent tri-band reception）Wi-Fi： Wi-Fi 5 （a/b/g/n/ac）Data Interface： SDIO 3.0CameraDigital Camera Input： 4x1280x1080p30， 1920x1080p60Analog Recording Input： NTSC/PAL 480pSpecific Function： Camera Connection MonitoringGraphic and Video ProcessingGPU Type： Arm Mali-T880 MP4Video Encoding： H.264Video Encoding FPS： 30 FPSVideo Decoding： H.264， H.265 / HEVC， MPEG-1/2/4， VP-8， VP-9Video Decoding FPS： 60 FPSDisplayDisplay Outputs： MIPI-DSI （4 lane）， LVDS （dual-link）Display One： 2560x1600p60 （left/right; odd/even） or 2880x1080p60 （odd/even split）Display Two： 1920x1080p60Display Three： 800x480p60Specific Function： Display Monitoring這樣一個包含多個內(nèi)核、可以和多個攝像頭及顯示器連接、支持多種無線連接方式的系統(tǒng)，其電源需求必然是多種多樣的，因為 CPU 和 GPU 內(nèi)核通常工作在低壓大電流、動態(tài)幅度大的狀態(tài)，模擬信號的處理部分通常需要高精度、低噪聲的穩(wěn)壓電源，I/O 接口部分則根據(jù)不同的用途有不同的需求，普通數(shù)字信號的 I/O 部分通常就是 3.3V 的標(biāo)準(zhǔn)電壓，LVDS 接口則因為高速的數(shù)據(jù)傳輸而需要較低的電壓，這樣才能讓差分傳輸?shù)臄?shù)字信號能夠高速變化，否則就會消耗很高的功率，長線傳輸?shù)臄z像頭則需要與視頻信號一起共用傳輸線來傳送電源，滿足這樣的混合需求就需要很復(fù)雜的電源設(shè)計，多個不同的轉(zhuǎn)換通道是必須的，它們有的需要提供很大的電流，有的需要很高的精度，有的需要有很好的瞬態(tài)響應(yīng)能力，同時還要有很嚴(yán)格的上電和斷電時序，一旦某個地方考慮不周，最后得出的系統(tǒng)就不能滿足要求，推倒重來就要花費很大的精力，同時造成很大的浪費，上市節(jié)點變得遙遙無期。在為復(fù)雜系統(tǒng)供電時，如果電源供應(yīng)本身是很穩(wěn)定的，處理起來也相對簡單點。如果電源供應(yīng)本身就不穩(wěn)定，需要考慮的問題就會復(fù)雜很多。Autus I20（MT2712） 是用于車內(nèi)環(huán)境的，供電來源于其自身所帶的蓄電池，寒冷天氣下啟動車輛或是大負(fù)載斷電時就會造成電池總線電壓的急劇波動，提供給信息娛樂系統(tǒng)的電壓也就很難是穩(wěn)定的了。我們都喜歡在車上收聽無線廣播，而廣播接收機對處于附近的電磁干擾是極其敏感的，電源設(shè)計中采用開關(guān)模式電源又基本上是必須的，電磁兼容的問題就必須被納入考慮的范疇，你得把對廣播頻段的干擾降到可以被人接受的程度，否則最后的產(chǎn)品還是不能裝車使用。

要用到車上去的 Autus I20（MT2712） 需要多少種電壓供應(yīng)呢？答案是 8 種，這還只是這顆芯片本身需要的，如果考慮整個系統(tǒng)的需要，那就更多了，上圖所示的僅僅是 MT2712 內(nèi)核部分的供電需求，其他部分還沒有被包含在圖中。

我們前段時間介紹了一款型號為 RTQ5115-QA 的電源管理 IC，其中包含有 4 路 Buck 轉(zhuǎn)換器和 8 路線性穩(wěn)壓器，還有 MTP 存儲器可以存放對它進(jìn)行工作設(shè)定的數(shù)據(jù)，這款器件就可以被我們用來為 Autus I20（MT2712） 供電，對其不能滿足需要的部分則用另外的器件來補足，這樣就得到了一個很實用的車用信息娛樂系統(tǒng) SoC 部分的電源管理方案：

在此圖中，MT2712 的供電一部分來自 RTQ5115 的輸出，一部分來自另外增加的 RTQ2134、RTQ2516 和 RTQ2103A。新增的 RTQ2516 的輸入也出自 RTQ5115，其他幾個大電流輸出的器件都直接從 5V 輸入取電，但控制它們的使能信號卻都來自 RTQ5115 的輸出，因為需要利用 RTQ5115 完善的時序管理能力來為 MT2712 的供電時序進(jìn)行管理，圖中以藍(lán)色圓圈圍起來的數(shù)字便是上電過程中各個電壓軌上電的順序編號，斷電的順序又是剛好倒過來的。我們知道車上是沒有現(xiàn)成的 5V 電源可供使用的，上圖中的 5V 輸入來自哪里呢？看看下圖便知道了：

來自電池總線的電壓經(jīng)過 EMI 濾波器和前置預(yù)穩(wěn)壓器以后便可以得到 5V 的輸出，RTQ5115 和其他大電流 Buck 轉(zhuǎn)換器的供電就是這樣得來的。由于 RTQ5115 可以被設(shè)置為直接由其輸入控制其上電、斷電時序，當(dāng)汽車電池總線因為冷啟動而出現(xiàn)電壓跌落太厲害的狀態(tài)時，一旦不能穩(wěn)定的 5V 輸出低于 RTQ5115 預(yù)設(shè)的斷電電壓閾值，RTQ5115 就會主動啟動斷電時序并在其輸入恢復(fù)正常以后再次嘗試按照正確的時序開始新的啟動過程，這種操作對于信息娛樂系統(tǒng)來說是可以接受的，就像我們平常啟動汽車時車機會暫時關(guān)閉一下一樣，關(guān)鍵在于這個過程中的車機系統(tǒng)能以可以預(yù)期的操作記下它的運行狀態(tài)，再次上電以后又能接著前面的狀態(tài)繼續(xù)工作，所以這樣的設(shè)計能很好地滿足 MT2712 的供電需求。對于車用信息娛樂系統(tǒng)來說，通過測試來對其設(shè)計進(jìn)行驗證是非常必要的，所以我們的工程師可能就需要如下圖這樣來坐在車上進(jìn)行工作：

如果真實的車機測試也要這樣做，工程師們一定都要累死了，即使這樣努力一年也工作不了幾天，到了深圳這樣長年溫度都很高的地方可能還得不到符合需要的測試結(jié)果：

它能讓你以極低的成本很容易地開展測試工作，其電路和在電路中的作用就如下圖所示：

這是一個基本符合 ISO16750-2 標(biāo)準(zhǔn)的冷啟動電壓波形生成系統(tǒng)，它是盡量按照下圖所示的標(biāo)準(zhǔn)圖例來實現(xiàn)的。

每次要做這樣的應(yīng)用介紹時，Roland 都會很拼，他會把涉及到的相關(guān)技術(shù)都和盤托出拿給你看，真的是一點保留都沒有，所以我的文字也只能是做個引子。如果你覺得這些東西可能對你有用，就請在文末點擊閱讀原文去看看它連接的幾段視頻（共有5段），相信對你了解車用電子產(chǎn)品的電源設(shè)計一定會有所幫助。

世界上的 SoC 系統(tǒng)種類多多，具有原配設(shè)計的電源管理系統(tǒng)并不常見，因為這樣的 PMIC 設(shè)計、制造都是大工程，做起來的成本實在是太高。即使你所使用的并非 SoC，其他復(fù)雜系統(tǒng)的電源管理同樣也是很復(fù)雜的，本文及我所推薦的視頻中所包含的思想同樣都是可以拿去做參考的。我曾經(jīng)專門寫了一篇文章來對 RTQ5115 的部分寄存器進(jìn)行介紹，因為掌握了它們便可以對這樣的 PMU 有一個比較全面的深入了解，可惜這樣的文章不太吸引人，閱讀量并不大，我也知道這樣的東西不如快餐好吃，所以也就不再繼續(xù)寫了，如果真的有人感興趣，到時候也許還會再寫一些。

責(zé)任編輯：lq6