最小系统常见问题
1. DC-DC 2.2 μH电感选型要求?
2.2 µH的功率电感用于PSM(Pulse Skip Mode)模式的DC-DC Buck电路中,且对整个DC-DC电路至关重要。它的饱和电流需大于250 mA,同时它的直流电阻会影响功耗,因此饱和电流大、直流电阻小的功率电感器件有利于系统的安全运行和性能提升。
2. 为什么外设的中断需要接入AON域的IO?
当系统进入睡眠或深度睡眠模式时,只有AON_GPIO可用于将系统从睡眠/深度睡眠模式唤醒。
当系统进入睡眠或深度睡眠模式时,普通I/O引脚会保持其进入睡眠前的状态,在睡眠状态下无中断唤醒功能。
MSIO不具有中断功能。
3. 32K外部晶体是否可以省略?
GR5xx采用低功耗、低频时钟,用于延长电池使用寿命和深度睡眠模式。使用外部RTC确保提供更紧凑的时序和更高的精度。
若系统不需要高精度的低速时钟,可将系统通过软件方式配置成内部低速时钟,内部低速时钟的精度低于外部RTC晶振的时钟。
4. GR533x只使用SYSLDO模式供电情况下,如何做BOM简化?
GR533x支持SYSLDO和DCDC两种供电模式,用户在只使用SYSLDO模式供电情况下,可以直接删除VSW连接的9.1 nH+2.2 μH电感物料,简化BOM,但是在SPA使用条件下整机功耗会增加。SYSLDO和DCDC供电模式功耗差异详细信息请参考《GR533x Datasheet》的“Power Consumption”章节。
5. 32M、32.768K晶体需要增加外部负载电容吗?
GR5xx系列芯片内部集成了可调节的负载电容,不需要外部增加负载电容,可以节省BOM成本。
6. DCDC的2.2 μH电感可以换成其他感值吗?
不可以,GR5xx系列芯片SoC上面的DCDC采用非自适应调节模式,DCDC的带载能力、纹波与电感感值强相关,增大电感感值会导致DCDC带载能力不足,减小电感感值会导致DCDC纹波很大,影响RF特性。
7. DCDC的输出电容可以改大吗?
不可以,因为GR5xx SoC的DCDC是采用的Ripple-Base的COT DCDC架构,DCDC的稳定性与纹波强相关,随意改大输出电容,会导致DCDC纹波过小从而影响DCDC环路稳定性,导致DCDC输出电压出现次谐波或振荡等异常现象。
8. DCDC Layout需要注意什么?
VBATL端的10 μF输入电容与VSS_BUCK环路需要做到最小,输入环路的电压是断续的,需要避免环路太大,DCDC输入端的高电压节点辐射导致GND变脏,影响RF性能,特别是RF Modulation和灵敏度等性能。
DCDC输出环路也需要做到最小,因为该DCDC工作在PSM模式下,该环路具有较大的di/dt,环路较大也会因为辐射将GND变脏,影响RF性能。
9. RF Layout需要注意什么?
RF路径中的SoC匹配网络器件必须尽可能地靠近芯片RF引脚,第一个元器件放置在离RFIO引脚不超过1 mm的位置;天线匹配器件应尽量靠近天线端。
RF器件应尽可能地放置在同一层,且在表面层(顶层或底层)走线。
RF走线应尽可能短而直,如结构限制需要转弯,则转角处要求倒圆弧,禁止出现直角和小于90°夹角走线。RF走线周围应增加地过孔。
RF走线下方必须保证完整参考地平面。
RF走线宽度应尽量与匹配器件焊盘大小一致,并做50±10% Ω阻抗控制。
10. 测量QSPI等高速信号波形时需要注意什么?
需要使用有源探头进行测量,有源探头的寄生电容基本小于2 pF,对信号完整性影响较小,可以真实地观测信号质量;不能使用无源探头进行测量,无源探头的寄生电容基本在8 pF~10 pF,对高速信号影响较大,会导致信号边沿变化很缓慢,影响信号的真实性。
11. 为什么部分有源探头测RTC时钟信号测不到信号变换?
一般的有源探头的寄生电容小,但是输入阻抗在1 MΩ附近,由于RTC起振电路的放大器输入阻抗也是MΩ级,探头接上由于分压作用,导致RTC驱动衰减很大,导致RTC不起振,一般建议使用高阻抗(10 MΩ+)的有源探头对RTC进行测量。
12. 32M、32.768K晶体PCB Layout要求是什么?
晶振应尽可能放置于芯片附近,且与芯片对应引脚的间距建议不超过4 mm,以最大限度地减少输入引脚上的额外容性负载。
晶振下方或晶振走线周围应尽量避开其他信号线,以避免晶振与其他信号产生串扰和干扰。
晶振走线应做包地处理。如有条件,可在晶振焊盘正下方挖孔,以减小寄生电容。
13. QSPI等高速信号的PCB Layout要求是什么?
此类对速度时序要求高的外设,布局位置根据结构应尽量靠近芯片(走线短不要有信号Stub;如有条件,建议数据线和时钟线做等长处理);QSPI走线(最多3组)不能与其他走线交叉,数据线应做等长处理(等长误差要求小于±50 mil),CLK走线尽量包地处理。
14. 为什么睡眠时的功耗偏高?
睡眠时的功耗偏高,可能是因为没有正确配置I/O,例如I/O处于浮空状态,或错误地配置了I/O的上下拉,这些错误配置会导致系统漏电,因此,需要在进入睡眠之前正确配置I/O的状态。处理方法:I/O在外部有上下拉或作为驱动输出使用时,不需要配置上下拉;其次I/O未使用或工作在输入模式下无外部上下拉时,则需要配置该I/O为内部下拉。
15. 使用外置PA时,有什么注意事项吗?
若使用外置PA,需要适应特定的GPIO来控制外部PA的TX和RX使能,其分别是GPIO_2为RX使能、GPIO_3为TX使能。
16. GR5xx采用LDO供电时,对LDO电源芯片的要求是什么?
输出电流需大于300 mA。
输出电压典型值为3.3 V。
LDO的负载调整率典型值为40 mV(Iout = 1 mA~300 mA)。
LDO的输入端最大耐压值需大于5.5 V。若不能大于5.5 V,则需在LDO输入端串连一个0.39 Ω~1 Ω小电阻,以防止热上电过冲。
静态电流Iq需小于产品待机下的规格要求。
根据产品续航要求,选择低压差的LDO可以增加电池利用率。
特别提示:LDO禁用时,若LDO输出引脚接地,则当连接GPIO的外设输出高电平时,可能产生IO口漏电,损坏芯片。