浅谈FS1610在导航仪应用方案中的应用
出处:何晓宁 发布于:2011-08-24 13:01:07
引言
FSl610是FyreStorm公司为智能手机、便携式导航仪和个人PDA等移动设备提供的完全可编程电源系统管理器件。文中介绍了FS1610的电源通道特性和电源管理中各种状态的控制方法,给出了采用FS1610对便携式导航仪进行电源管理的具体应用方案
1989年,一群认真专注的工程师和一个伟大的产品构想,造就了今日卫星定位导航系统的GARMIN——兼具的销售成绩与技术。由制造当初在波斯湾战争中被联军采用的台手持GPS,到现今成为GPS 的品牌,GARMIN的产品以更优良的功能和用途远远超越传统GPS接收器,并为GPS立下一崭新的里程碑。
1 FSl610的主要功能
FS1610内部的电压检测主要针对的是FSl610芯片的供电输入,而器件的输出则包括8个高效开关电源和3个低功耗LDO,表l所列是其电源输出列表。需要注意的是,FSl610的输出电压和电流都会受到输入电压、电感、电容以及外部诸多元件因素的影响。
1.1 电源输出
FSl610提供有8个开关电源。3个LDO电源和1个始终开启的电源。对这些电源输出的控制一般有三种方式:其一是通过外部的PWREN使能输人引控制;其二是通过串行命令在使用过程中根据具体情况进行控制;第三则是按照EEPROM中的设置程序来执行。
图I所示是用FSl610来驱动白光LED的驱动电路。
1.2 电源输入
FSl610的供电电压范围是2.8~5.5 v。图2所示是S1610的供电输人以及AC适配器和电池之间的切换电路。其中VMAIN为主电池比较器输入,用来直接监测电池的状态;VIN为主电源供电输入;DBOUT用于断开电池的输出,将它连接到一个外部的P通道MOSFET,可当检测到电池的无电状态(DB)或者AC适配器有输入时,由该输出置位断开电池和主电源的连接;BATBU为备用电池输人,一般情况下,为了能使芯片正常操作,在BATBU输入引脚上一定要有电压;VBAT为始终开启的供电输出,可由内部开关控制,当SW[2]有效且稳定时,可将SW[2]连接到VBAT来提供电压;否则由BATBU给VBAT提供电压。
1.3 其他功能
FSl610可通过晶体时钟提供实时时钟的操作。而其可编程报警器则可向CPU发出中断。FSl610片内还集成有一个看门狗定时器,可通过EEPROM编程设置,其定时时间达32s,时间间隔是1ms。但是,由于达到定时时间时,芯片就会复位,所以,为了避免这种情况的发生,主机必须在程序设置的定时周期结束之前,对WDT进行复位。
FSl610的nEXTON开关输人端一般连接到瞬间接触开关上,可用来控制芯片的开/关。FSl610分别为不同类型的处理器设计有两个复位输出nIRSTO和nRSTO,而手动复位输入nRSTI则主要用来启动一个硬件复位,以作为主机CPU的系统复位信号。
2 Fsl610的内部结构原理
图3是FSl610模块的内部结构示意图。由图可见,FSl610以电源管理控制器为,可为外部设备提供丰富的电源通道。另外,配合电源管理。FSl610还提供有非易失性存储器NVM、实时时钟RTC、看门狗定时器WDT、中断、复位等系统控制模块。
3 工作模式
FSl610芯片片可通过I2C、SPI和ART串口来接受主机的控制和管理,也可以在启动后根据EEPROM加载的参数独立工作。低功耗是FSl610的突出优势之一。 设计时。可以对FS31610的多路电源进行灵活的配置和控制。除了对单个电源通道的开/关操作之外。还可以对电源通道进行分组,然后对各电源组进行操作。电源的启动和关闭顺序,也可以设置存储在EEPROM中,以便主机在操作的过程中来控制。
FSl610对芯片提供有可能出现的各种故障的监测和管理。这些监测包括:受监测电源正常状态、电源通道故障、电池电压和备用电池监测、热关断、中断。
4 基于FSl6l0的导航仪供电系统
随着众多附加娱乐功能融入其中,车载GPS产品的功能已经不单单局限于导航指路,而慢慢的演变成一台功能丰富的PND产品,电池电量这个因素也就显得比较重要。续航能力的长短直接影响了机体的正常使用,对于用户购买车载GPS产品的影响也越来越大。
FSl610的多电源输出和电源管理功能在便携式设备中应用非常方便。图4是FSl610电源管理控制芯片在基于Sumsang公司的ARM9处理器S3C2440的导航仪上的供电电路。
该导航仪除了具有基本的GPS导航功能外。还需要高分辨率的液晶屏支持。为此,该系统选用的是LCD模块,该模块是已经包含了背光和控制电路的液晶屏,但需要+3.3 v和+5 v供电。表2所列出是该导航仪系统的电源需求。
由于该导航仪通常是采用电池供电,故需要化的功率消耗,而且要求各外设都要由系统控制。在图4中用FSl610对导航仪系统进行供电的电源分配方案中,需要注意的是,LCD背光需要400mA电流的+5v供电,而FSl610的升压电路不能提供这么大的电流,因此,设计时应用一个外加的升压电路来提供LCD的背光电源。
5 结束语
本文介绍了电源管理控制芯片FS1610的原理和功能,给出了一个FSl610在基于ARM9处理器S3C2440设计的导航仪上的应用方案。采用该方案进行供电的导航仪,不但可以自由控制各个模块电源的开和关,而且可以在不需要的时候关闭模块,以便化整个系统的功耗。与传统的方法相比,选用FSl610不但可以明显节省电路板面积。
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