TI 의 TMS320C6XXX ("DAVINCI") 프로세서를 위한신뢰성있는 RESET 생성 2010 년 3 월 래티스반도체주식회사 5555 Northeast Moore Ct. Hillsboro, Oregon 97124 USA Telephone: (503) 268-8000 www.latticesemi.com 1 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
소개 현대적인제조기술들은 SERDES인터페이스, 메모리인터페이스및여러종류의프로세서와보드수준기능을단일칩상에통합함으로써프로세서의가속을용이하게합니다. 최적의트랜지스터구조로부터도출된결과로서 1.2V와같은낮은코어전원공급전압이있습니다. 그러나, 주변기기는통신인터페이스에따라자체적인전원공급을갖습니다. 결과적으로다양한전원공급전압이이러한디바이스들을위해요구됩니다. TMS320C6x제품과같은텍사스인스트루먼트사의고정, 부동소수점 DSP역시다양한전원공급을요구합니다. 모든마이크로프로세서혹은 DSP는다음의두가지기능을수행하기위해리셋생성회로및 IC를요구합니다 ;(1) 전원이투입된후에고정된특정상태에서실행시작그리고,(2) 프로세서가잘못된명령수행과규정된동작수준이하의전원공급이되었을때의플래쉬메모리손상방지. 전통적이고간단한단일리셋생성기는단일전원프로세서를위해서는적당합니다만, TMS320C6x와같은다양한전원공급프로세서의신뢰성있는동작을보장하기에는충분하지않습니다. 이백서는현재프로세서의리셋과관련된몇몇과제의예를설명하고있습니다. TMS320C6XXX 프로세서전원요구사항 점차적으로최신 TMS320 DSP제품군들은프로세서칩에다양한주변기기를통합하고있습니다. 이러한주변기기들때문에, 프로세서들은추가적인전원공급을요구하고있습니다. 예를들어, 통합된 DDR메모리인터페이스는 1.8V전원과 SSTL18인터페이스를위한 0.9V레퍼런스전압이있습니다. 추가적으로모든프로세서는 3.3 V I/O인터페이스전원공급과코어전원공급을요구하고있습니다. TMS320 DSP를위한 TI의디자인가이드는향후출시될디바이스와의호환성을위해 1.0V, 1.05V, 1.1V, 1.14V, 1.2V 혹은1.26V 의전원공급이가능하도록권고하고있습니다. 2 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
이러한전원공급의전압변동율은 3% 정도는되어야합니다. 추가적으로리셋생성기는리셋이나오기전에클럭이안정화될수있도록시간만큼기다리는것이필요합니다. 대부분의 TMS320 프로세서는에뮬레이션을지원합니다. 결과적으로, 두종류의리셋신호가제공되어야합니다 : 전원리셋 (POR핀) 과웜리셋 (Reset핀). 전원리셋신호는각프로세서와에뮬레이터가리셋되어야할때활성화됩니다. 그러나, 웜리셋은에뮬레이션을제외한프로세서만을리셋시킵니다. 리셋생성기는각각의리셋신호를생성합니다. 데이터쉬트는웜리셋 (RESET핀) 이외부왓치독타이머가만료되었을때활성화되어야함을규정하고있습니다. 전통적인리셋생성회로의단점 전통적인리셋생성 IC는하나의아날로그전압모니터링입력과마이크로프로세서를리셋할수있는디지털출력을가지고있습니다. 그임계치는정상전압레벨이하의 5% 혹은 10% 로설정가능합니다. 예를들면, 3.3V전원공급을감시하는리셋생성기의임계치전압은 3.3-10%=3V입니다. 이디바이스는전원공급이 3V이상이될때까지프로세서를리셋상태로유지시킵니다. 동작중에리셋생성기는전원공급이 3V이하로떨어졌을때프로세서의리셋신호를재활성화시킵니다. 이는단지 3.3V전원공급을요구하는프로세서를위해서는좋은방법입니다. 그림 1은 TMS320 프로세서의 DDRII 메모리인터페이스연결을보여줍니다. 결과적으로, 이시스템은 4 개의공급전압 : 3.3V, 1.8V, 1.2V및 0.9V가있습니다. 3 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
그림 1 리셋생성기는프로세서와메모리에연결된모든공급전원을감시해야합니다. 단일전원공급리셋 IC로는프로세서를명확히리셋할수없습니다. 이시스템은최소한 3개의공급전원을감시할수있는리셋 IC를요구하고있습니다. 최상의신뢰성있는시스템은심지어 0.9V전원공급까지도감시할것을요구합니다. 정확도가높은감시의필요성 프로세서 ( 예 1.2V) 를위한코어전원의일반적인범위는 +/- 5% 입니다. 리셋생성기는 1.14V를감시해야합니다. 그래서, 0% 의오류의리셋생성기는정확하게 -5% 의전압을감시할수있을것입니다. 그러나, 리셋생성기의오류가 1% 라면, CPU의리셋은 1.2V- 4% 에서부터 1.2V-6% 에서리셋이됩니다. 일반적으로이정도는인정될만합니다. 그러나, 리셋생성기가 3% 대의오류를갖고있다면, 1.2V-2% 에서 1.2V-8% 까지오류플래그가발생될것입니다. 신뢰성있는프로세서리셋을위해, 리셋생성기는프로세서의사양을충족할수있도록, 1% 대의정확성으로모든공급전원을감시해야합니다. 내부또는외부왓치독타이머? TMS320프로세서는폭넓은왓치독타이머지연범위지원을위해 64-비트왓치독타이머를제공합니다. 이왓치독타이머의값은초기화과정에서요구되어지는값으로소프트웨어에의해설정됩니다. 그러나, 많은디자이너는프로세서에의해서변경되지 4 TI의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
않는외부의, 느린하드웨어왓치독타이머가소프트웨어의오류로인해온-프로세서왓치독타이머설정이문제가발생할경우에프로세서를재활성화시킬백업용왓치독타이머로서필요하다라고느끼고있습니다. 최근프로세서와 DSP를위한이상적인장치는여러개의전원공급을감시하고리셋을생성하며리-프로그램이가능하고타이머를통합할수있어야합니다. 이것은공급전원감시및외부왓치독타이머회로와향상된정밀도에의한신뢰성상승때문입니다. 제안된리셋생성회로 TMS320C6XXX( DaVinci ) 프로세서를위한안정적인리셋생성기에대한요구사항은다음과같이요약할수있습니다. - 전원리셋 (POR핀) 이나오기전에 4개모든공급전원과클럭이안정화될때까지기다려야합니다. - 만일클럭이문제가있거나, 어떠한공급전원중하나라도개별적임계치이하로되었을경우전원리셋을활성화시키십시오. - 전원이투입된후, 만약매뉴얼리셋입력이활성화되었을경우단지웜 (RESET핀) 만활성화시키십시오. - 만약왓치독타이머가만료되면, 웜리셋 (RESET핀) 을활성화시키십시오. 이러한모든기능들은래티스반도체의 ProcessorPM POWR605 디바이스에의해 지원됩니다. 그림 2 는 TMS320C6XXX( DaVinci ) 프로세서를위한리셋생성을보여주고 있습니다. 5 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
그림 2 - ProcessorPM을이용한 TMS320프로세서를위한리셋생성 ProcessorPM디바이스는저렴한비용으로두개의디지털입력과 5개의디지털 I/O핀을갖추고 6개의공급전원을감시할수있는디바이스입니다. 출력핀제어를위한로직은온칩 16-마크로셀 PLD에서구현됩니다. ProcessorPM디바이스는프로세서와 DSP에이르는표준리셋생성기와폭넓은왓치독타이머 IC로서이용될수있습니다. ProcessorPM디바이스는또한마이크로세컨드에서분단위까지왓치독타이머지연을구현하는데이용할수있는여러개의타이머를통합하고있습니다. 특정보드디자인은 JTAG인터페이스를이용하여디바이스에프로그램될수있습니다. 전압감시임계치는 6-공급전압감시블록에서프로그램될수있습니다. 감시임계치의정확한값은 192단위로선택될수있습니다. 전압감시임계치의정확도는 0.7% 입니다. 예를들어, 임계치가 0.9V-5%, 1.8V-5%, 3.3V-5% 그리고 1V-5% 로설정될수있습니다. 코어전압임계치는버전과프로세서의속도에따라, 실제코어전압값을충족할수있도록변경될수있습니다. ProcessorPM디바이스의디지털입력은매뉴얼리셋입력, PLL-Lock신호, PCI 리셋과왓치독타이머트리거로연결되어있습니다. ProcessorPM디바이스는 RESET신호로서 POR을생성합니다. PCI 리셋과매뉴얼리셋입력신호는 RESET신호를활성화시킵니다. 6 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
RESET신호는또한왓치독타이머가만료되었을때활성화됩니다. POR신호는전원투입과전원오류상태동안에활성화됩니다. 소프트웨어 - 하드웨어설계및평가기준 ProcessorPM과같은재프로그래머블디바이스는핀-스트랩과같은외적인회로구성이아닌소프트웨어툴을통하여디자인됩니다. 소프트웨어인터페이스는다양한임계전압, 왓치독타이머기간과출력로직을변경할수있음을의미합니다. 이것은디바이스가다양한 TMS320모델에적용될수있음을보장하는것입니다. 이러한다재다능한기능들은검증된전원관리디바이스의다양성을줄이는방법을찾고있는디자이너와구매관리자에게매우매력적입니다. ProcessorPM은시스템내에서쉽게변경할수있도록 JTAG프로그램인터페이스를제공합니다. ProcessorPM디자인은래티스사용자에게친화적이고직관적인PAC-디자이너소프트웨어를통하여구현될수있습니다. 이소프트웨어는또한디바이스를프로그램하기전에디자인을검증하기위해시뮬레이션기능을지원합니다. PAC-디자이너소프트웨어는래티스반도체웹사이트로부터무료로다운로드받을수있습니다. www.latticesemi.com. ProcessorPM 개발키트는실제회로기판에서구현하기전에하드웨어상에서디자인을검증할수있도록이용될수있습니다. 개발킷트는또한래티스웹사이트온라인상점에서구매할수있습니다. 제안된리셋생성의장점 여러개의단일전압리셋생성기 IC들은 TMS320C6XXX( DaVinci ) 프로세서를위해신뢰할만한리셋솔루션을제공해야합니다. 대부분의저가단일전원공급 IC의단점은고전압감시오류입니다. 정확한감시감독 IC는고가입니다. 디자이너는버전과속도가 TMS320C6XXX(DaVinci) 프로세서의코어전압을감시하기위해다양한리셋생성 IC를사용해야합니다. 7 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성
ProcessorPM디바이스는전원리셋과웜리셋기능을지원하기위한여러개의출력제공과정확한오류감시를위한전원공급레일을모두지원함과동시에, 최상의안전성, 저렴한가격, 단일칩솔루션을제공합니다. 추가적으로, 같은디바이스를이용하여다른 TMS320C6XXX프로세서가사용될때코어전압을감시하는데사용될수있습니다. ### 8 TI 의 TMS320C6XXX( DAVINCI ) 프로세서를위한신뢰성있는 RESET 생성