2 為高電流 DSP 內(nèi)核電壓軌供電

對于大多數(shù)的數(shù)字信號處理器 (DSP) 而言，主內(nèi)核電壓軌的電壓可以在 0.5V 至 1.2V 之間變化。該電壓軌是系統(tǒng)中的主要功耗軌，這也意味著它是電源解決方案中的主要熱源。設計人員需要特別注意該電壓軌的效率和散熱。

工程師可以使用不同的方法來增強光學模塊中 DSP 的性能。一種簡單的方法是在測試期間找到優(yōu)化的 DSP 電源電壓設置點，而不是在運行期間修改該設置點。優(yōu)化的電壓設置點往往因 DSP 供應商的不同而不同。

另一種方法是在運行期間調(diào)整電源電壓以降低功耗。一些 DSP 實現(xiàn)了動態(tài)電壓調(diào)節(jié) (DVS) 特性，能夠根據(jù)系統(tǒng)要求實時以不同的性能水平運行。

在高溫或輸入信號衰減嚴重的情況下，DSP 內(nèi)核使用更高的電壓，例如 0.95V。隨著溫度降低或輸入信號質量提高，DSP 內(nèi)核電壓可下降至 0.9V（示例值）。對于 3A 負載電流，這種達 50mV 的輸出電壓的降低可實現(xiàn) 150mW 的顯著功耗節(jié)省。這有助于設計人員滿足模塊的平均功耗限制。

實現(xiàn)輸出電壓調(diào)整特性的一種方法是使用模擬信號。數(shù)模轉換器 (DAC) 的電流或電壓輸出在饋入直流/直流轉換器的反饋引腳時，會調(diào)整內(nèi)核電壓。鑒于需要額外的電路，盡管確實會對 DSP 電源電壓進行了更精細的調(diào)整，但這種方法需要更多的 PCB 面積。更多相關信息，請參閱第 5 節(jié)：在實現(xiàn) DAC 時進行輸出電壓調(diào)整。

為了使用更少的 PCB 面積，并動態(tài)地調(diào)整除輸出電壓之外的其他運行參數(shù)，光學模塊通常具有一個 I2C 總線連接到系統(tǒng)中的所有可控器件。某些電源可通過 I2C 進行控制，以便根據(jù)系統(tǒng)需要的變化快速調(diào)整其輸出電壓、運行模式和其他設置。另請參閱第 4 節(jié)：為接收電路供電：TIA、光電二極管或 APD。

若要為內(nèi)核電壓軌供電，請選擇具有 I2C 接口和小解決方案尺寸的大電流電源。使用 6A TPS62866 時，設計人員能夠使用 I2C 接口以 5mV 的步長動態(tài)地更改輸出電壓，并采用小型 Wafer Chip-Scale Package (WCSP) 封裝來實現(xiàn)高功率密度。

圖 2-1 顯示了 TPS62866 的應用原理圖及其巧妙應對尺寸限制的少量元件。

圖 2-1 TPS62866 通過使用 VSET 引腳和 I2C 通信來減少元件數(shù)量

圖 2-2 顯示了 TPS62866 的 PCB 布局，該布局針對 22mm² 的解決方案尺寸進行了優(yōu)化，最大高度為 1.2mm。表 2-1 列出了使用的元件。

圖 2-2 6A TPS62866 采用其 I2C 接口和小巧的解決方案尺寸為 DSP 內(nèi)核電壓軌供電