如何使用MAX6870芯片實現(xiàn)多電壓系統(tǒng)的監(jiān)視和排序

　　MAX6870 六電壓排序器 / 監(jiān)視器為簡化復(fù)雜設(shè)計提供了一個完全集成的方案。該款 EEPROM 配置器件在設(shè)置門限、輸出結(jié)構(gòu)和延時方面具有極大的靈活性。在大多數(shù)電子設(shè)備中，對系統(tǒng)電壓進行監(jiān)視是非常重要的，這樣可保證處理器和其它 IC 在系統(tǒng)上電時被復(fù)位，還可以監(jiān)測到電壓的下降，從而把代碼執(zhí)行過程中出現(xiàn)問題的概率降到最小，避免存儲器發(fā)生沖突或者系統(tǒng)工作不正常。在高端產(chǎn)品中，系統(tǒng)中各電源的上電順序也很關(guān)鍵。正確的上電順序可以避免閉鎖（latch-up）現(xiàn)象的發(fā)生，從而防止系統(tǒng)出現(xiàn)問題而導(dǎo)致一些重要元件的損壞，如微控制器（μC）、DSP、ASIC 和微處理器（μP）等。通常要實現(xiàn)這里所說的正確加電次序和監(jiān)視功能，往往需要一個或多個監(jiān)控芯片。在以往的電子設(shè)備中，這些功能常常是借助上電復(fù)位電路和微處理器監(jiān)控電路來實現(xiàn)的。近年來，隨著系統(tǒng)電源電壓種類的增多，實現(xiàn)上述功能所需的器件數(shù)目也越來越多，因此系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，成本也會提高，還會增大電路板面積。復(fù)雜系統(tǒng)的電壓監(jiān)視和上電次序控制監(jiān)測電源電壓最簡單的方法就是通過上電復(fù)位電路（POR）或者電壓檢測電路。這些電路既可對單個電源電壓進行檢測，也可對多個電源電壓進行檢測。當(dāng)被檢測的電源加電后，電源電壓超過 POR 電壓門限之后要再過一段時間，POR 輸出才發(fā)生變化，指示電源電壓已經(jīng)正常，這樣就可使系統(tǒng)時鐘穩(wěn)定下來，同時保證在微處理器工作之前完成系統(tǒng)引導(dǎo)和初始化工作。 POR 電路和電壓檢測器也可用于電源上電次序的控制。把用來監(jiān)視某個穩(wěn)壓器電壓的 POR 電路的輸出接到下一個穩(wěn)壓器的關(guān)斷控制引腳（也就是鏈環(huán)起來），這樣就會使一個穩(wěn)壓器工作正常后再經(jīng)過一個設(shè)定的延遲，下一個電源才開始工作。當(dāng)系統(tǒng)需要的電源電壓的數(shù)目增加時，就需要用多個電壓監(jiān)視器和電壓監(jiān)控器對電壓進行監(jiān)視了。由于一個復(fù)雜系統(tǒng)通?？赡苄枰?10 至 16 個電源電壓，因此也就需要多個此類電壓監(jiān)控器件。采用多個監(jiān)控電路時會遇到的問題采用多個監(jiān)控電路也存在自身的問題。其中之一就是如何才能找到可滿足不同門限電壓要求的監(jiān)視器件。盡管有多種標(biāo)準電源電壓的檢測器件，如 3.3V、2.5V、1.8V、1.5V 和 1.2V，但是還有許多非標(biāo)準電壓也需要監(jiān)視。對非標(biāo)準電壓的監(jiān)視，可以采用外接電阻分壓器的方法來設(shè)定監(jiān)視門限電壓。如果采用了這種方案，當(dāng)系統(tǒng)電源電壓變化時（例如為了降低功耗而降低 ASIC 內(nèi)核工作電壓；或者為提高 ASIC 的性能而增加 ASIC 內(nèi)核電源電壓），就不得不改變電阻分壓器中電阻的阻值，才能適應(yīng)這些新的電壓。要想使檢測電路具有這種靈活性，就需要外接電阻，當(dāng)然電路板也就會隨之變大，成本也會隨之提高。選擇正確的復(fù)位超時間隔時，也會出現(xiàn)同樣的問題。當(dāng)一個系統(tǒng)要求它的電源必須按照特定的順序依次上電時，采用多個監(jiān)控器電路還會遇到另外一個問題。對于具有多個電源的系統(tǒng)來說，若所有電源同時加電，上面提到的鏈環(huán)技術(shù)也許不能保證定時絕對滿足要求。如果在開發(fā)過程中還需要對電源的上電順序進行調(diào)整，那么監(jiān)控器電路也就不得不隨之進行相應(yīng)的改變，這將是非常麻煩的。當(dāng)這些大系統(tǒng)采用“銀盒”電源或者“磚型”電源時，還會出現(xiàn)其它的順序上電問題。采用“銀盒”電源或者“磚型”電源會簡化電源的設(shè)計，但是當(dāng)要求電源按照特定順序依次上電時，就會遇到一些問題。例如可提供多種電壓的磚型電源可能只有一個使能控制引腳，在該引腳的控制下，磚型電源的所有電源輸出會同時打開或同時關(guān)閉。采用有多個使能（或關(guān)斷）輸入的磚型電源可以解決這個問題。然而，如果多個 IC 共用同一個電源（如 3.3V I/O 邏輯電路電源和 1.8V 內(nèi)核電源），那么這兩個 IC 的電源要求彼此之間就有可能相互沖突，一個器件也許要求內(nèi)核電源要在 I/O 電源之前，而另外一個 IC 的要求可能正好相反。以上問題可以通過外接開關(guān)（如 MOSFET）來解決。在小功率產(chǎn)品中，可采用 p 溝道 MOSFET。通常 p 溝道 MOSFET 比 n 溝道 MOSFET 要貴一些，但是使用簡單。由于 n 溝道 MOSFET 的導(dǎo)通電阻更低，可以減小開關(guān)兩端的電壓降，故適合于大電流產(chǎn)品，也可用于給工作電壓非常低的內(nèi)核供電。但是，要想充分發(fā)揮 n 溝道 MOSFET 的開關(guān)性能，電源電壓還要足夠高，這樣才能為柵極－源極提供適當(dāng)?shù)碾妷?。系統(tǒng)中如果沒有這樣較高的電源電壓，可采用電源排序器 MAX6819/MAX6820 來控制順序上電過程，其內(nèi)部的電荷泵可以保證柵極－源極之間的電壓為 5V。這個壓降對一些系統(tǒng)來說是太高了，因此電路板設(shè)計人員有時就干脆將穩(wěn)壓器數(shù)目翻番，以避免出現(xiàn)上電順序方面的問題。當(dāng)電源電壓的數(shù)目增加時，可使用多個 MAX6819/MAX6820 配合工作以實現(xiàn)電源管理任務(wù)。當(dāng)使用多個 POR 電路時，這些上電順序控制電路可以采用鏈環(huán)的方式。然而當(dāng)需要的電源電壓很多時，這種方案需要的分立 IC 就太多，增加了系統(tǒng)總成本，還浪費了板面空間。

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