Ricoh RC5T580 Power-Management und Audioverarbeitung
Tönender Kraftzwerg - Der RC5T580 bietet integriertes Power-Management und Audioverarbeitung
Je mobiler und leistungsfähiger unsere Gerätschaften des täglichen Lebens, desto mehr rückt das Thema „Power“ in den Vordergrund. Da Mobile Internet Devices, Smart Phones, eBook Reader etc. klein, leicht und batteriebetrieben sein sollen, ist ein ausgeklügeltes Power-Management mit hohem Wirkungsgrad notwendig. Ricoh stellt mit dem R5CT580 einen solchen Baustein vor, entwickelt im Hinblick auf den Einsatz mit Nvidia Prozessoren und ausgestattet mit Wandlern, Reglern und einem kompletten Audio-Subsystem.
Optimiert für Designs mit dem Nvidia Tegra
- Block- und Applikationsdiagramm der RC5T580 Power Management Unit von Ricoh
Mit dem RC5T580 stellt Ricoh eine neue Generation von Power Management Units (PMU) vor, der neben unterschiedlichen Spannungsversorgungsschienen auch einen Audio-Codec und viele weitere Funktionen zu einem einzigartigen Produkt vereint.
Optimiert ist der Baustein zur Verwendung in Anwendungen mit den Prozessoren PX2600, Tegra 600, Tegra 650 von Nvidia sowie deren kommenden CPUs für mobile elektronische Geräte. Das Bild rechts zeigt ein Blockdiagramm der PMU mit Übersicht der eingebetteten Funktionen.
Die Familien Tegra 600 und 650 sind Multicore ARM 11-basierte SoCs mit umfangreichen AV-Funktionen für mobile Internet-Devices und brauchen für möglichst lange Batteriestandzeiten optimales Power-Management.
Die Funktionen
DC/DC-Konverter
Die Power-Management-Unit integriert 3 Step-Down DC/DC-Wandler mit hohem Wirkungsgrad, von denen der Hauptwandler 1000 mA Strom zum Prozessor liefern kann. Der zweite Konverter liefert immer noch 800 mA für das Speicher-Subsystem und schließlich ist ein dritter Konverter gemeinsam mit einer Ladungspumpe für die Versorgung des Audio-Codes zuständig.
Low-Droput Regler
Bei den LDOs (= low drop out regulator) war Ricoh nicht kleinlich und hat davon insgesamt 19 Stück spendiert, 10 für den Applikationsprozesssor, 5 weitere für Peripherieeinheiten, 2 für interne Zwecke und noch einmal 2 LDOs für den Audio-Codec.
Akku-Lader
Da mobile Geräte mit Akkus ausgestattet sind, i.d.R. vom Li-Ionen-Typ, ist ein Battery-Charger ebenalls in der PMU enthalten. Der sorgt für schnelles, dabei sicheres Laden und verhindert Überladung des Akkus und das Problem der Charge Cycle Oscillation. Zusätzlich sind 2 MOSFET-Transistoren zum Umschalten zwischen externer Speisung und Batteriespeisung integriert und erübrigen damit externe Switch-Over-Schaltungen.
Audio Subsystem
Ein großer Vorteil ergibt sich aus der Integration des Audio-Codes in der Power-Management-Unit – störungsarm versorgt lässt sich aus dem Audio-System die optimale Qualität herauskitzeln. Das zeigt sich mit einem eindrucksvollen Signal/Rausch-Abstand (S/N ratio) von 100 dB beim Audio-Playback. Vergleichbare Systeme mit getrennter Implementierung schaffen derartige Werte kaum.
Dieses außergewöhnliche Codec-Design garantiert kristallklare Audio-Performance und verringert gleichzeitig die Leistungsaufnahme beim Playback auf ein Minimum – der Chip verbraucht dafür lediglich 17.3 mW.
Schutzeinrichtungen
Wie bei Ricoh üblich, sind auch hier umfangreiche Schutzschaltungen eingebaut, um bei anliegender Überspannung, zu hohen Temperaturen oder zu hohen Ausgangsströmen den Chip und die damit versorgte Umgebung vor Schaden zu bewahren. Der Status der Schutzeinrichtungen kann über den I2C-Bus vom Anwendungsprozessor jederzeit abgefragt werden.
Gehäuse
Die PMU ist in einem kleinen Flip-Chip CSP-Gehäuse untergebracht und bietet den kleinsten PCB-Footprint für die beschriebenen Funktionen.
Im aktuellen Design liegt die PCB-Fläche für den R5CT580 und notwendiger exterer Komponenten bei weniger als 150 mm².
Zum Test aller Funktionen bietet Ricoh ein kleines Evalboard mit dem RC5T580 an – es lässt sich ohne weitere Adapter am Nvida Vail Evalboard anschließen.
Eine knappe Übersicht der RC5T580-Schlüsseleigenschaften :
- 3 hocheffiziente Step-Down
DC/DC-Konverter - 1 Ladungspumpe (Step-Up Konverter)
- 19 LDO-Regler
- Ladeeinheit für Li-Ionen Batterie
- Audio/Voice-Codec
- Echtzeituhr (RTC)
- 12-Bit Analog-Digital-Wandler
- 16 GPIO-Pins zur Steuerung externer Komponenten
- Interrupt-Controller
- Power On/Off-Steuerung
optimiert für Nvidia Tegra - Thermal Shutdown
- Reset-Erkennung
- I2C-Bus Schnittstelle
- Schutzeinrichtungen
- 224-Pin FC-CSP0707 Gehäuse
