IC di gestione alimentazione per processori embedded

L’integrazione della gestione dell’alimentazione rimane un fattore chiave nella progettazione dei sistemi embedded, dove lo spazio su scheda, la stabilità termica e la sequenza di alimentazione influenzano direttamente l’affidabilità del sistema. In questo contesto, STMicroelectronics ha introdotto i circuiti integrati di power management STPMIC1L e STPMIC2L per le piattaforme a microprocessore STM32 utilizzate in apparecchiature industriali e sistemi di edge computing.

Integrazione dell’architettura di alimentazione per piattaforme embedded
I PMIC sono stati sviluppati per le famiglie di microprocessori STM32MP1x a 32 bit e STM32MP2x a 64 bit, combinando più regolatori di tensione e funzioni di supervisione in un unico dispositivo per ridurre i componenti esterni e semplificare la progettazione del power tree. Entrambi i dispositivi integrano regolatori LDO fissi e regolabili e convertitori buck DC/DC per alimentare i vari rail di potenza del MPU, incluso un LDO dedicato per la memoria DDR DRAM esterna.

Questo livello di integrazione può ridurre la distinta base (BOM) e l’ingombro della scheda nello sviluppo hardware embedded, in particolare nei sistemi di automazione industriale e di edge computing dove sono spesso richiesti layout PCB compatti.

Sistemi target dai terminali POS ai dispositivi industriali edge
I settori applicativi includono terminali point-of-sale, gateway di rete, controller per la domotica, piattaforme di elaborazione edge, stampanti, scanner di codici a barre e sistemi di misurazione elettronici. L’intervallo di temperatura di giunzione specificato da –40°C a 125°C consente l’impiego in controlli industriali, termostati e apparecchiature per smart factory che richiedono un’elevata tolleranza ambientale.

Lo STPMIC1L, destinato ai processori STM32MP1, integra due convertitori buck DC/DC, quattro LDO, un LDO per DRAM e due pin esterni per il controllo dell’alimentazione. Lo STPMIC2L, progettato per i processori STM32MP2, include tre convertitori buck, sette LDO, un LDO DRAM e tre pin di controllo esterni.

Entrambi i dispositivi supportano un intervallo di tensione di ingresso da 2,8 V a 5,5 V, consentendo ai progettisti di alimentare le apparecchiature tramite adattatori AC/DC a bassa tensione, porte USB o batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio.

Comportamento della regolazione di tensione e meccanismi di protezione
I convertitori buck integrati utilizzano un controllo adattivo constant on-time (COT) per garantire una risposta rapida ai transitori durante le variazioni di carico. È inoltre supportato il dynamic voltage scaling per migliorare l’efficienza energetica nei sistemi di elaborazione embedded.

Le funzioni di protezione e monitoraggio includono la scarica programmabile delle uscite, la protezione da sovracorrente (OCP) selezionabile e il monitoraggio continuo dei rail di alimentazione. I PMIC gestiscono inoltre le sequenze di accensione e spegnimento per soddisfare i requisiti di precisione della tensione e dei tempi di stabilizzazione delle piattaforme STM32MPU.

Supporto allo sviluppo nell’ecosistema STM32
Le piattaforme di valutazione STEVAL-PMIC1LKV1 e STEVAL-PMIC2LKV1 sono state rese disponibili per supportare la validazione iniziale del design e i test di configurazione dell’alimentazione. Entrambe le piattaforme includono interfacce grafiche per la configurazione, il monitoraggio e l’impostazione dei parametri della memoria non volatile.

I dispositivi STPMIC1L e STPMIC2L sono supportati nell’ecosistema software STM32 MPU, inclusa la compatibilità con OpenSTLinux, consentendo l’integrazione in piattaforme di calcolo industriale basate su Linux embedded.

Edito dalla giornalista industriale Aishwarya Mambet, con assistenza dell’IA.

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