該解決方案在單芯片IC上集成多個開關穩壓器、LDO和監控/看門狗定時器

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由于機器視覺系統的尺寸不斷變小，而這些系統的處理能力持續飛速增長，電源管理正進一步成為新機器視覺系統的重要設計因素。目前，最新的FPGA和用于機器視覺系統的處理器有一個共同的要求，即需要多個供電軌供電。通常用于這些FPGA和處理器的電源要求使用多個分立式開關穩壓器和LDO。

在這些分立式電源設計中，使用開關穩壓器來為高電流內核電軌供電，使用LDO為對噪聲更敏感、低電流的時鐘供電。更多新的集成式電源解決方案正在開發中，以便滿足更小的PCB面積要求，如機器視覺系統中。這些新的多通道集成式電源管理解決方案在單芯片IC中集成多個開關穩壓器、LDO和監控/看門狗定時器，極大地縮減了用于FPGA的典型多電軌電源解決方案的尺寸、成本和設計時間。隨著客戶設計周期的不斷縮短，產生多個電軌的單電源IC變得越來越重要，它們極為靈活且易于配置，因此單個多通道IC可快速用于不同的應用或配置中，輕松減少設計時間以及新產品的上市時間。（見圖1。）

使用uPMU為FPGA和處理器供電的優勢有：
經濟有效的解決方案
電路板占位面積小
可輕松實現時序控制和電壓跟蹤
低噪聲、開關錯相工作，減少EMI
無需使用外部同步信號
使用簡便，不需要具有太多的電源專業知識
更少的元器件、更高的可靠性

讓我們詳細看看其中的四大重要優勢：

解決方案尺寸

將多個開關降壓穩壓器、LDO、電源監控器和看門狗功能集成到單芯片解決方案中，可以大幅縮小多軌電源解決方案的PCB面積。ADP5034就是一個很好的范例，它是一款集成兩個300 mA LDO的雙通道降壓穩壓器，采用24引腳LFCSP封裝。ADP5034在單個封裝中集成多個開關穩壓器和LDO，實現新一代高集成度多路輸出穩壓器，只需非常小的電路板空間。集成開關穩壓器以3MHz開關頻率工作，允許使用非常小的片式電感，極大地減少解決方案的整體尺寸。ADP5034解決方案的整體尺寸僅為72 mm2。

易于使用

新產品的設計周期越來越短，初始階段易于設計、未來又能根據設計要求輕松修改的新型電源管理解決方案對于保證新產品發布日期日益重要。ADP5041多路輸出穩壓器提供一個降壓穩壓器和兩個300mA LDO，并集成上電復位功能和看門狗定時器以支持基于高可靠性處理器的系統。ADP5041的所有集成穩壓器都有專用使能引腳，賦予電源設計工程師極大的靈活性，可以通過硬件使能或禁用各穩壓器，無需任何軟件開銷，并且可以輕松控制三個電源軌的上電時序。各穩壓器的輸出電壓利用外部電阻分壓器設置，電源設計工程師同樣可以利用這一點來輕松快捷地更改輸出電壓，從而滿足原型開發和新設計重用對不同輸出電壓組合的需求。多路輸出穩壓器的各集成穩壓器都有獨立的使能引腳和電阻可編程的輸出電壓，有助于降低電源設計的復雜度，縮短設計時間，加快新產品上市。

更少的元器件、更高的可靠性

圖2顯示分立式雙通道降壓穩壓器和雙通道300 mA LDO組成的電源解決方案示例布局，以及單芯片ADP5034多路輸出穩壓器示例布局。分立電源解決方案需要將22個器件貼裝在97mm2 PCB面積上，而ADP5034解決方案只需將19個器件貼裝在72mm2 PCB面積上。ADP5034解決方案所需的PCB面積減少35%，并且節省了貼裝3個器件的成本。如果考慮到采購、倉儲、貼裝、檢查成本，則在PCB上貼裝1個器件的成本可能高達3美分。PCB上貼裝的器件數目越多，生產出殘次品的風險也就越大；通過減少PCB上貼裝的器件數目，便可降低生產成本，同時提升生產工藝的可靠性。

低噪聲解決方案

開關降壓穩壓器上的專用MODE引腳可以通過微處理器GPIO端口方便地控制，迫使開關穩壓器以恒定PWM模式工作。在輕負載下，開關穩壓器以突發模式工作會產生寬帶噪聲，如果受電電路（收發器、ADC、音頻）對寬帶噪聲敏感，那么這種控制就是必需的。集成到這些多路輸出穩壓器中的LDO具有1.7 V至5.5 V的輸入電壓范圍，配合一個降壓穩壓器使用時，低輸入電壓使得LDO能夠提供極高效率的低噪聲輸出。例如，降壓穩壓器可以用作前置穩壓器，實現5V輸入到1.8V輸出的高效率壓降，然后將此1.8V電壓施加于LDO的輸入端，以提供極低噪聲的1.2V輸出電壓，從而以非常高的效率從5V初始輸入為極敏感的模擬電路供電。集成LDO具有高PSRR（即便Vin-Vout裕量較低）和低內部噪聲，穩壓器之間的串擾已被降至最小。為噪聲敏感型電路供電時，所有這些特性都很重要。