Freescale MMPF0100F1EP

Конечно, вот подробное описание микросхемы Freescale (NXP) MMPF0100F1EP.

Описание

MMPF0100F1EP — это программируемый силовой менеджер (PMIC - Power Management Integrated Circuit), разработанный специально для использования в высокопроизводительных процессорах и системах на кристалле (SoC) семейства Freescale/NXP i.MX 6 и i.MX 7.

Это многофункциональное устройство, которое объединяет в одном корпусе несколько ключевых компонентов системы питания:

• Множество импульсных понижающих преобразователей (Buck Converters): Для питания ядер процессора, памяти, блоков ввода-вывода и других периферийных устройств с высоким КПД.
• Линейные стабилизаторы (LDOs): Для питания чувствительных аналоговых схем, таких как PLL, аудиотракт, и для обеспечения дежурного питания.
• Контроллер управления питанием (Power Control): Обеспечивает правильную последовательность включения и выключения (Power Sequencing) всех напряжений, что критически важно для стабильной работы современного процессора.
• Интерфейс I²C / SPI: Позволяет главному процессору (Host CPU) динамически управлять напряжениями, включать/выключать отдельные преобразователи и отслеживать статус системы (температура, ток, ошибки). Это используется для таких технологий, как динамическое изменение напряжения и частоты (DVFS).

Микросхема поставляется в компактном корпусе 0.4 mm pitch 81-контактный BGA, что позволяет разместить её на очень плотных печатных платах.

Основное назначение: Создание компактного, эффективного и надежного решения для питания одноплатных компьютеров, мультимедийных систем, промышленных контроллеров и других устройств на базе процессоров i.MX 6/7.

Технические характеристики

• Производитель: Freescale Semiconductor (позже приобретена компанией NXP)
• Семейство: MMPF0100
• Модель: MMPF0100F1EP
• Корпус: 81-ball BGA (размер корпуса 4.5 mm x 4.5 mm, шаг 0.4 mm)
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +105°C)

Внутренняя структура и ключевые параметры:

1. Импульсные понижающие преобразователи (SWx):

   • SW1: До 1.25 A (например, для VDD_SOC, VDD_ARM)
   • SW2: До 1.25 A
   • SW3: До 2.5 A (например, для DDR памяти)
   • SW4: До 0.8 A
   • Частота коммутации: Программируемая, до 2.5 МГц.

2. Линейные стабилизаторы (LDOx):

   • LDO1: 150 мА (например, для VDD_HIGH_IN)
   • LDO2: 150 мА (например, для VDD_SNVS)
   • LDO3: 300 мА
   • LDO4: 75 мА

3. Входное напряжение:

   • VIN: Основное питание, обычно от 2.8 В до 4.5 В (часто от литий-ионного аккумулятора или преобразователя 5V->3.8V).
   • VSNVS: Питание для дежурного режима (Always-On domain), обычно 3.0 В.

4. Интерфейс управления:

   • Программируемый интерфейс: I²C (до 3.4 Мбит/с) и SPI.
   • Множество программируемых регистров для настройки выходных напряжений, токовых ограничений, режимов работы (PWM/PFM).

5. Защита и мониторинг:

   • Защита от перегрева (Thermal Shutdown).
   • Защита от перегрузки по току (Over-Current Protection).
   • Защита от перенапряжения (Over-Voltage Protection).
   • Контроль подаваемых напряжений (Power-On Reset).

6. Память:

   • Встроенная OTP-память (One-Time Programmable) для хранения конфигурации "по умолчанию", которая загружается при старте.

Парт-номера (Part Numbers) и альтернативные обозначения

У одного и того же кристалла могут быть разные парт-номера в зависимости от упаковки, температурного диапазона или предварительно запрограммированной конфигурации.

• MMPF0100F1EP: Основной парт-номер, 81-ball BGA, промышленный температурный диапазон.
• MMPF0100F1EPR2: Тот же чип, но в видее Tape & Reel (для автоматизированной сборки).

Также существует семейство MMPF0100 с разными суффиксами (F0A, F0B и т.д.), которые обозначают различную предварительно запрограммированную конфигурацию OTP для конкретных процессоров (например, i.MX 6SoloLite, i.MX 6Dual и др.). F1EP является одной из самых распространенных и универсальных версий.

Совместимые модели и процессоры

MMPF0100F1EP прямо и напрямую спроектирован для работы со следующими процессорами:

• NXP i.MX 6 Series:
  • i.MX 6Solo / 6DualLite / 6Dual / 6Quad
  • i.MX 6SoloLite
  • i.MX 6SoloX
  • i.MX 6UltraLite (часто требует немного измененной PMIC, но архитектурно очень близок)
• NXP i.MX 7 Series:
  • i.MX 7Dual / 7Solo

Важно отметить: Хотя PMIC оптимизирован для i.MX 6/7, его можно использовать и для питания других процессоров или FPGA, если их требования по напряжениям, токам и последовательности включения совпадают с возможностями MMPF0100. Однако для этого потребуется тщательная разработка программного обеспечения и конфигурации через I²C/SPI.

Аналоги и современные замены: Для более новых процессоров NXP i.MX 8 и i.MX 9 используются другие, более современные PMIC, например:

• PCA9450: Для i.MX 8M Nano / 8M Mini.
• PF8121A / PF1520: Для i.MX 8 / 8X.
• PF53xx: Для i.MX 8/9 и других платформ.

Заключение

MMPF0100F1EP — это высокоинтегрированное и надежное решение для управления питанием, которое было отраслевым стандартом для платформ на базе i.MX 6 и i.MX 7. Его ключевые преимущества — высокая интеграция, программная настраиваемость и строгое соблюдение требований к последовательности включения питания, что делает его идеальным выбором для сложных встроенных систем.