AM26x 硬件设计指南
- ZHCACT1D September 2022 – May 2025 AM2612 , AM2631 , AM2631-Q1 , AM2632 , AM2632-Q1 , AM2634 , AM2634-Q1 , AM263P2 , AM263P2-Q1 , AM263P4 , AM263P4-Q1

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AM26x 硬件设计指南

摘要

AM26x 硬件设计指南是硬件设计人员基于 AM26x 系列 MCU 器件创建 PCB 系统的重要文档。本文档利用来自各种 AM263x、AM263Px 和 AM261x 评估模块 (EVM) 的硬件设计示例，整合特定于器件的原理图和 PCB 布局建议。AM26x EVM 包括以下硬件平台：

表 1-1 AM26x 评估模块 (EVM) 平台

器件系列	硬件平台
器件系列	LaunchPad	ControlCARD	模块上系统 (SOM)
AM263x	LP-AM263	TMDSCNCD263
AM263Px	LP-AM263P	TMDSCNCD263P
AM261x	LP-AM261		AM261-SOM-EVM

一般来说，AM26x LaunchPad 是低成本的入门级评估平台，而 ControlCARD 和 SOM 则适用于设计具有更高 I/O 要求的复杂系统的工程师。

其他配套资料文档和工具位于节 16 中。

商标

Sitara™ and LaunchPad™are TMs ofTI corporate name.

Arm® and Cortex®are reg TMs ofArm Limited (or its subsidiaries) in the US and/or elsewhere.

Other TMs

1 简介

AM263x、AM263Px 和 AM261x 器件是 Sitara™ MCU 系列中基于单核、双核或四核 Arm® Cortex®-R5F 的 MCU，适用于工业和汽车运动控制应用。

注：在本文档中、AM26x 指的是 TI Sitara™ MCU 系列高性能微控制器。其中包括 AM263x、AM263Px 和 AM261x 器件。器件特定基准以完整的通用产品编号 (AM263x、AM263Px、AM261x) 表示，而通用期间信息则以 AM26x 表示。

图 1-1 中显示了采用分立式电源设计的典型 AM26x 设计。此图摘自 AM263x LaunchPad™ (LP-AM263) 系统方框图。

图 1-2 中显示了采用基于电源管理集成电路 (PMIC) 的电源设计的典型 AM26x 设计。此图摘自 AM263Px controlCard (TMDSCNCD263P) 系统方框图。

图 1-3 中显示了具有较小占用空间 PMIC 的典型 AM261x 设计。此图摘自 AM261x LaunchPad (LP-AM261) 系统方框图。

如下面的方框所示，AM26x 器件为设计人员提供了丰富的数字连接、控制和模拟传感器反馈选项，并支持多种电源设计选项。

注：对于 AM263x、AM263Px，系统电压至 1.2V 降压转换器的电流要求为 3A。对于 AM261x，电流限制为 2A。

图 1-1 具有分立式电源（基于 LP-AM263 LaunchPad 设计）的典型 AM26x 系统方框图

注：对于 AM263x、AM263Px，1.2V DC/DC 转换器的输出电流必须为 3A。对于 AM261x，DC/DC 转换器的电流必须限制为 2A。

图 1-2 具有 PMIC 电源（基于 TMDSCNCD263P controlCard 设计）的典型 AM26x 系统方框图

注：由于 TPS6503600 的 Buck_3 的电流输出为 2A，因此该系统方框图仅适用于 AM261x 系统。请注意，对于工业级 AM261x 器件，内核电压要求为 1.25V。对于汽车级 AM261x 器件，内核电压要求为 1.2V。

图 1-3 具有 PMIC 电源（基于 LP-AM261 设计）的典型 AM261x 系统方框图

必须参考本文档和其他关键 AM26x 配套参考资料。有关 AM26x MCU 器件的补充文档的完整列表，请参阅节 16。

表 1-1 本文档中使用的首字母缩写词

首字母缩写词	说明
EVM	硬件模块。参考 TI PCB 组件，例如 AM263x controlCARD (TMDSCNCD263) 或 AM263x LaunchPad (LP-AM263)。
PDN	配电网络。为 AM263x MCU 电源引脚等负载提供稳压电源的有源和无源器件。
EMI	电磁干扰
PI	电源完整性
SI	信号完整性
BOM	物料清单
PMIC	电源管理集成电路
SOM	模块上系统
LP	LaunchPad
SoC	片上系统

2 电源

AM26x 器件的电源轨

AM26x 器件有两个主要的器件电源网：内核电压轨和 IO 电压轨。表 2-1详细说明了 AM26x 器件的内核电压要求。表 2-2详细说明了 AM26x 器件的 IO 电压要求。

表 2-1 AM26x 的内核电压要求

器件	内核电压	关联的内核电源网
AM263x	1.2V	VDD_CORE
AM263x	1.2V	VDDAR
AM263Px	1.2V	VDD_CORE
AM263Px	1.2V	VDDAR
AM261x（汽车级、400MHz）	1.2V	VDD_CORE
AM261x（汽车级、400MHz）	1.2V	VDDAR
AM261x（工业级、400MHz 或 500MHz）	1.25V	VDD_CORE
AM261x（工业级、400MHz 或 500MHz）	1.25V	VDDAR

注： AM261x 的内核电压因微控制器可订购器件型号 (OPN) 而异。工业级 AM261xAO……器件需要 1.25V 内核供电电压才能在 500MHz 或 400MHz 下运行。汽车级 AM261xAL…Q1 和 AM261xAP...Q1 器件需要 1.2V 内核供电电压才能在 400MHz 或 200MHz 下运行。有关 AM261x OPNs 的更多详细信息，请参阅 AM261x Sitara™ 微控制器数据表。

表 2-2 AM26x 的 IO 电压要求

器件	IO 电压	关联的电源网
AM263x	3.3V	VDDS33
AM263x	3.3V	VDDA33
AM263Px	3.3V	VDDS33
AM263Px	3.3V	VDDA33
AM261x（工业级和汽车级）	3.3V	VDDSHV_A
		VDDSHV_B
		VDDSHV_C
		VDDSHV_F
		VDDSHV_G
	3.3V 或 1.8V	VDDSHV_D
	3.3V 或 1.8V	VDDSHV_E

注： AM261x 的电源网 VDDSHV_D 和 VDDSHV_E 可以是 3.3V 或 1.8V，具体取决于使用的外部闪存的电压电平。如需更多信息，请参阅节 6。

可以使用分立式电源或电源管理 IC (PMIC) 等不同的电源拓扑为 AM26x 系统供电。以下章节将详细介绍所使用的不同拓扑类型。

2.1 分立式直流/直流电源解决方案

AM263x LaunchPad 和 AM263x controlCard EVM 设计都集成了一组降压转换器、直流/直流稳压器，这些稳压器可用作某些系统的基准电源设计。该设计包含一对用于 AM26x MCU 内核的 TPS62913 降压转换器稳压器、系统数字和模拟 I/O 电源以及一组用于为配对工业以太网 PHY 供电的 TPS74801 LDO。

直流/直流闭环和无源电源平面以及去耦网络的电流和瞬态要求摘自功耗和瞬态负载表：表 2-12 和表 2-13。许多直流/直流稳压器可匹配以满足这些要求和最大功耗。

TI 还建议使用这些和类似直流/直流稳压器上提供的电源正常生成电路将上电复位 (PORz) 驱动到 AM26x 中。

注：对于 AM263x、AM263Px 和汽车级 AM261x 器件，内核电压 (VDD) 要求为 1.2V。对于工业级 AM261x 器件，内核电压 (VDD) 要求为 1.25V。

图 2-1 AM263x DC-DC 稳压器示例设计

图 2-2 AM263x LP-AM263 原理图摘录 1.2V 内核电源实现

图 2-3 AM263x LP-AM263 原理图摘录 3.3V 系统数字/模拟 I/O 电源实现

图 2-4 AM263x LP-AM263 原理图摘录 – 电源正常实现（请参阅 PORz 复位实现）

2.2 集成的 PMIC 电源解决方案

基于 PMIC 的电源树支持更简化的单芯片设计，用于控制 AM26x 系统中的电源轨。建议将多种德州仪器 (TI) PMIC 与 AM26x MCU 配合使用，详细信息请见下表：

表 2-3 AM26x PMIC

PMIC 可订购器件型号	AM26x 目标器件	TI EVM/参考设计示例
TPS6538600QDCARQ1 + TPS6290x-Q1⁽¹⁾ TPS62903x-Q1 = 3A 电源，用于 AM263x/AM263Px TPS62902 x-Q1 = 2A 电源，用于 AM261x	AM263x
	AM263Px	AM263Px controlCARD (TMDSCNCD263P)
	AM261x	AM261x controlSOM (AM261-SOM-EVM)
TPS65036x⁽²⁾	AM261x	AM261x LaunchPad (LP-AM261)
TPS65219x	AM263Px
TPS65214x	AM261x

(1) TPS6290x-Q1 用于为 AM26x 器件提供内核电压，其中包括 1.2V（适用于 AM263x、AM263Px 和车规级 AM261x）或 1.25V（适用于工业级 AM261x）。必须提供正确的可订购器件型号，以便为 AM263x 和 AM263Px 提供 3A 电流，为 AM261x 提供 2A 电流。

(2) 此 PMIC 有多个与 AM261x 相关的可订购器件型号。更多详细信息，请参阅表 2-6。

将 TPS653860 与 AM26x 配合使用

AM263Px controlCard EVM 和 AM261x controlSOM EVM 设计利用多轨电源为安全相关应用中的微控制器供电 (TPS6538600QDCARQ1)。PMIC 集成了四个电源导轨，为 MCU、CAN 和其他板载外设供电。

注：此实现方案需要单独使用一个 TPS62902QRYTQ1（AM263x/AM263Px 为 3A）/TPS62902QRYTQ1（AM261x 为 2A）降压转换器来为 AM26x 提供内核电压

PMIC 的 NRES 输出需要用于帮助驱动 AM263x、AM263Px 或 AM261x 器件的 PORz 复位输入，以确保在 MCU 从复位状态释放之前完成电源轨的上电时序控制。

图 2-5 AM263Px TMDSCNCD263P PMIC 实现

表 2-4 适用于 AM26x 器件的 TPS6538600QDCARQ1 配置

输出电源导轨	电压	用途	是否在上电时启用？
BB_OUT	6V	AM26x VDD/VDDAR 电源的单独 1.2V/1.25V 稳压器的电源输入	✓
LDO1_OUT	3.3V	AM26x IO 电压供应	✓
LDO2_OUT	3.3V	系统 IO 和外设硬件的电压供电	✓
LDO3_OUT	5V	系统电源和外设硬件电压
LDO4_OUT	1.8V	ADC 电压基准电源
PLDO1_OUT	可配置
PLDO2_OUT	可配置

注：需要通过 SPI 写入 PMIC 内部寄存器来启用在加电时默认不启动的电源导轨。

将 TPS650360x 与 AM261x 配合使用

AM261x LaunchPad EVM 设计采用了封装更小、成本更低的 TPS65036x PMIC。该 PMIC 集成了四个电源导轨，用于为 MCU 及其他板载外设供电。

注：该 PMIC 可在 2A 下输出 1.2V 或 1.25V 电压，满足 AM261x MCU 的 VDD CORE 供电要求。AM263x 和 AM263Px 需要在 3A 下输出 1.2V，因此不能使用此 PMIC 为这些设备供电。

图 2-6 LP-AM261 PMIC 实施

表 2-5 LP-AM261 中的 TPS65036x 配置

输出电源导轨	电压	用途	是否在上电时启用？
BUCK1	3.3V	AM261x IO 电压和外设电源	✓
BUCK2	2.5V	系统以太网 PHY 电源	✓
BUCK3	1.25V (500MHz 工业级 AM261x)	AM261x 内核电压供应	✓
LDO	1.8V	闪存 IO 电压供应	✓

该 PMIC 有多种型号、具体取决于 AM261x 系统所需的电源电压和特性。

表 2-6 适用于 AM261x 的 TPS65036x 型号

可订购器件型号	BUCK1	BUCK2	BUCK3	LDO	启用 WD
TPS65036501RAYRQ1	3.3V	2.5V	1.25V（适用于工业级 AM261x）	1.8V（适用于 1.8V IO 外部闪存）	是
TPS65036601RAYRQ1	3.3V	2.5V	1.2V (适用于汽车级 AM261x)	1.8V（适用于 1.8V IO 外部闪存）	是
PTPS65036605RAYRQ1	5V	3.3V	1.25V（适用于工业级 AM261x）	1.8V 或 3.3V	是
TPS65036608RAYRQ1	3.3V	1.8V	1.25V（适用于工业级 AM261x）	BYPASS	是

注： 启用看门狗 指的是 PMIC 的看门狗长窗口计时器，这是一个 12 分钟计时器。可在系统空闲 12 分钟或更长时间时阻止 PMIC 和 MCU 操作挂起。对于注重安全性能的应用而言，此特性非常重要。启用看门狗后、PMIC 会在空闲 12 分钟后进行复位。

对于启用了看门狗的 TPS650360x 型号，可以通过对 PMIC 寄存器的 I2C 写入，或通过将 GPIO 引脚（引脚 13）连接到 VDD_1P8 引脚（引脚 3）或 PMIC 斜升之前出现的任何其他电源来禁用该功能。如果使用此硬件方法禁用看门狗，则必须在 PMIC 上电之前，使拉高 GPIO 引脚的电源先行上升。通过这种方式，可在 PMIC 上电之前设置禁用 PMIC 的内部位。

PMIC 的 nRSTOUT 输出须用于帮助驱动 AM261x 器件的 PORz 复位输入，以确保在 MCU 从复位状态释放之前完成电源轨的上电时序控制。有关更多信息，请参阅图 4-3。

2.3 电源去耦和滤波

表 2-7 描述了 AM263x、AM263Px 和 AM261x 微控制器的 ZCZ 封装所需的初始 BGA 去耦和电源滤波。这些去耦电容器的数量和尺寸基于 Control Card EVM PCB 和 AM263x 封装在瞬态用例中的初始仿真反馈，如表 2-12 所示。表 2-8 描述了 AM261x MCU 的 ZFG、ZNC 和 ZEJ 封装所需的 BGA 去耦和电源滤波。这些封装支持 OSPI/QSPI 外设上的 3.3V 和 1.8V 闪存 IO，因此与仅支持 OSPI 外设上的 3.3V 闪存 IO 的 ZCZ 封装设备相比，器件电源导轨略有不同。总体电源引脚数量的差异也导致了 AM261x ZFG/ZNC/ZEJ 封装的去耦差异。

以下部分以及 AM263x EVM 原理图和布局中介绍的去耦网络是任何 AM263x、AM263Px 或 AM261x PCB 设计的合理起点。然而，由于特定 PCB 布线差异以及由此产生的平面电容和去耦贴装电感等寄生效应，TI 强烈建议设计人员模拟和测量特定的配电网络性能。仿真和测量应在目标应用软件处于活动状态和适用于系统的预期操作环境条件情况下进行。

表 2-7 AM263x、AM263Px、AM261x-ZCZ 建议的按电源网络去耦

器件电源	数量	注释	器件型号	制造商
VDD_CORE	17	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDD_CORE	3	3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDAR[3:1]	2	3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDAR[3:1]	3	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDS18_LDO	1	3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDS18_LDO	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDS18	4	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_LDO	1	4.7uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDA18_LDO	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18	2	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_OSC_PLL LC 滤波器	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_OSC_PLL LC 滤波器	1	铁氧体磁珠	BLM18EG121SN1D	Murata
VDDS33	7	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDS33	1	3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDA33	3	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
	1	3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
	1	铁氧体磁珠	BLM18EG121SN1D	Murata
系统 3.3V 电源 LC 滤波器	1	3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
系统 3.3V 电源 LC 滤波器	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata

表 2-8 AM261x（所有其他封装）建议的按电源网络去耦

器件电源	封装或数量			注释	器件型号	制造商
器件电源	ZFG	ZEJ	ZNC	注释	器件型号	制造商
VDD_CORE	13	12	18	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDD_CORE	3			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDAR[3:2]	2			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDAR[3:2]	2			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDS18_LDO	1			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDS18_LDO	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDS18	1			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDS18	7	8	8	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_LDO	1			4.7uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDA18_LDO	2	1	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_USB	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18	2			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_OSC_PLL LC 滤波器	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA18_OSC_PLL LC 滤波器	1			铁氧体磁珠	BLM18EG121SN1D	Murata
VDDSHV_D	1	2	2	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDSHV_D	1			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	Murata
VDDSHV_E	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDSHV_E	1			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	Murata
VDDSHV_A	6	5	6	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDSHV_A	3			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
VDDSHV_B	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDSHV_C	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDSHV_F	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDSHV_G	不适用	2	不适用	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
VDDA33	2			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
	1			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
	1			铁氧体磁珠	BLM18EG121SN1D	Murata
系统 3.3V 电源 LC 滤波器	1			3.3uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
系统 3.3V 电源 LC 滤波器	1			0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata

图 2-7 AM263x LaunchPad 摘录 – 1.2V 电源去耦原理图

图 2-8 AM263x LaunchPad 摘录 – 3.3V 数字 I/O 和模拟 I/O 去耦和滤波原理图

图 2-9 AM263x LaunchPad 摘录 – 1.8V 数字 I/O 和模拟 I/O 去耦和滤波原理图

2.3.1 ADC/DAC 电压基准去耦

AM26x 器件上的 ADC 和 DAC 电压基准引脚也需要特定的去耦。要求如下表所列。

表 2-9 AM26x ADC/DAC VREF 去耦

ADC VREF	数量	注释	器件型号	制造商
ADC_VREFHI_G[1:0]	1	4.7uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
ADC_VREFHI_G[1:0]	2	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
ADC_VREFHI_G[2]	1	4.7uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
ADC_VREFHI_G[2]	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
ADC_VREFHI_G[3] ⁽¹⁾	1	4.7uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
ADC_VREFHI_G[3] ⁽¹⁾	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
DAC_VREF[0]	1	4.7uF，0603，X5R	C1608X5R1A335K080AC	TDK
DAC_VREF[0]	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata
DAC_VREF[1] ⁽²⁾	1	0.1uF，0201，X5R	GRM033R61A104KE15D	Murata

(1) AM263Px 传感器封装 (ZCZ_S) 具有一组额外的 ADC 基准电压 ADC_VREFHI_G3 和 ADC_VREFLO_G3。

(2) AM263x 和 AM263Px 有一个额外的 DAC 基准电压 DAC_VREF1。必须在该引脚上使用额外的 0.1uF 去耦电容器。

图 2-10 AM263x LaunchPad 摘录 – ADC 和 DAC VREF 去耦原理图

图 2-11 AM263Px controlCard 摘录 – 其他 VREFHI_G3 和 VREFLO_G3 连接

2.4 估计功耗

本节概述了每个器件电网的 AM263x、AM263Px 和 AM261x 峰值功耗的最新估计值。这些值可能会随着执行更多功率建模和表征而变化。这些数据可用于调整峰值直流/直流转换功率裕度，对 PCB 布局进行 IR 压降分析，以及帮助进行热负载分析。

这些估算值基于器件在 150°C 结温下运行时的初始功率仿真。有关最新的表征峰值功率数据，请参阅特定的 AM26x 器件数据表。

此外，还为 AM26x MCU 提供了基于用例的功耗估算工具 (PET)。此类工具可以帮助根据特定内核和外设利用率占空比进一步限制峰值功率。特定于器件的 PET 可从 AM263x、AM263Px 和 AM261x 产品页面下载。

表 2-10 估算的峰值功耗 - 汽车级 AM26x，R5F = 400MHz，150°C 结温

器件电源名称	标称电压 (V)	AM263x 峰值电流 (mA)	AM263Px 峰值电流 (mA)	AM261x 峰值电流 (mA)		电源说明
VDD + VDDARn	1.2	2500	2800	1750		数字内核电源
VDDS33	3.3	200	200	仅限 3.3V IO ^⁽¹⁾	200	3.3V 数字 I/O 电源
VDDS33	3.3	200	200	1.8V 和 3.3V IO^⁽²⁾	120	3.3V 数字 I/O 电源
VDDA33	3.3	100	200	100		3.3V 模拟 I/O 电源

(1) 当所有 IO 都在 3.3V 域中运行时

(2) 当 OSPI0 和 OSPI1 IO 在 1.8V 域中运行时

表 2-11 估算的峰值功耗 - 工业级 AM261x，R5F = 500MHz，、125°C 结温

器件电源名称	标称电压 (V)	AM261x 峰值电流 (mA)		电源说明
VDD + VDDARn	1.25	1500		数字内核电源
VDDS33	3.3	仅限 3.3V IO ^⁽¹⁾	200	3.3V 数字 I/O 电源
VDDS33	3.3	1.8V 和 3.3V IO^⁽²⁾	120	3.3V 数字 I/O 电源
VDDA33	3.3	100		3.3V 模拟 I/O 电源

(1) 当所有 IO 都在 3.3V 域中运行时

(2) 当 OSPI0 和 OSPI1 IO 在 1.8V 域中运行时

2.5 配电网络

本节概述了每个网络上 AM26x 瞬态电流要求的最新估算值。这些值可能会随着执行更多功率建模和表征而变化。

这些瞬态用例值用于通过创建一组最小/最大工作频率和 PDN 阻抗 (Z_max) 目标限制，以限制 AM26x EVM（controlCard、LaunchPad 和 controlSOM）的 PDN 设计。这些限制基于仿真瞬态电流用例的幅度和压摆率。这些用例用于估算对所产生的瞬态事件充分去耦所需的 PDN 带宽。EVM PDN 的附加 z 参数仿真用于验证电源平面设计和去耦位置，以及组件值是否可以满足指定限制。图 2-12 对此进行了总结。

图 2-12 AM26x PDN 要求 – 示例图

表 2-12 AM26x 瞬态电流模型 – 用例条件

瞬态案例	网络名称	标称电压 (V)	直流 IR 预算 (%)	交流纹波预算 (%)	空闲电流 (mA)	峰值电流 (mA)	空闲至峰值压摆率 (ns)	注释
VDDBASELINE1	VDD	1.2	2.5	2.5	0	2402	2.5	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换。
VDDXTAL_PLL1	VDD	1.2	2.5	2.5	42	875	10	XTAL 到 PLL 开启瞬态
VDD WFI1	VDD	1.2	2.5	2.5	750	1117	12.5	4x RF5 WFI 事件瞬态
VDDS33BASELINE1	VDDS33	3.3	2.5	2.5	0	84	2.5	基线、简单瞬态模型，假设在单个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换
VDDA33BASELINE1	VDDA33	3.3	2.5	2.5	0	34	2.5	基线、简单瞬态模型，假设在单个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换
VDDS18LDOBASELINE1	VDDS18LDO	1.8	2.5	2.5	0	01	2.5	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换
VDDA18LDOBASELINE1	VDDA18LDO	1.8	2.5	2.5	0	66	2.5	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换

表 2-13 AM26x 瞬态电流模型 – 产生的 PDN 要求

瞬态案例	网络名称	Fmax (MHz)	电流阶跃(mA)	PCB 直流容差(mV)	PCB 交流容差(mV)	PCB 目标直流 IR(mΩ)	PCB 目标交流 Zmax(mΩ)	注释
VDD BASELINE1	VDD	200	2402	30	30	12	12	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换。
VDD XTAL_PLL1	VDD	50	833	30	30	36	36	XTAL 到 PLL 开启瞬态。
VDD WFI1	VDD	40	367	30	30	82	82	4x RF5 WFI 事件瞬态。
VDDS33 BASELINE1	VDDS33	200	84	83	83	982	982	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换。
VDDA33 BASELINE1	VDDA33	200	34	83	83	2419	2419	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换。
VDDS18LDO BASELINE1	VDDS18LDO	200	1	45	45	45	45	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换。
VDDA18LDO BASELINE1	VDDA18LDO	200	66	45	45	682	682	基线、简单瞬态模型，假设在最短 1 个 R5F 时钟周期内完成从 0 到峰值转换。

2.5.1 仿真

以下仿真的 PDN z 参数性能是使用 Ansys SI 波从 AM263x LaunchPad 和 controlCard 布局中提取的。每个所选电容器的宽带 s 参数模型均由制造商提供。仿真仅捕获 25°C（室温）PCB 和电容器模型性能。

2.5.1.1 内核数字电源 1.2V

在 AM263x LaunchPad EVM 的 1.2V 内核数字电源网上执行了 Z11 仿真，以验证瞬态功率裕度。仿真域包括：

AM263x BGA (UI) 1.2V 数字和 GND 回路扇出
内部 PCB 1.2V 和 GND 回路平面
布置在 1.2V 电源网上的去耦合
U29 降压稳压器输出 LC 滤波器直至开关节点

这些仿真是通过在每次迭代之间进行多项电容器 BOM 更改以迭代方式完成的。每次迭代的主要特征是低于 Ztarget 的最大和最小频率带宽（请参阅上文章节），并且更改了 BOM 选择以更大限度地增加带宽和获得更大的 Ztarget 裕度。图 2-13 和图 2-14 中仅显示了初始和最终选择的 BOM 迭代。

图 2-13 AM263x LaunchPad PDN 仿真 –1.2V 内核电源仿真域

图 2-14 AM263x LaunchPad PDN 仿真 – 1.2V 内核电源仿真 Z11

AM263x LaunchPad PDN 仿真 – 1.2V 内核电源仿真 Z11
- 这导致标记 (m2) 点为 5.5mΩ
- 36mΩ 的 Z_target 要求保持在 50KHz 至 63MHz 范围内
- BOM 中的主要区别是用 1.0µF 电容器替换所有 0.1µF BGA 和本地去耦电容器，这完全消除了 PDN 阻抗频谱中的 10MHz 谐振点

2.5.1.2 数字和模拟 I/O 电源 3.3V

Z11 仿真在 controlCard EVM 的 3.3V 数字和模拟电源网上执行，以验证瞬态电源裕度。仿真域包括：

AM263x BGA (U1) 3.3V 电源和接地回路 BGA 和扇出
内部电源和接地回路布线层
稳压器输出

这些仿真的初始运行表明，无需更改 BOM 即可满足低于 Ztarget 的最大和最小频率带宽要求（请参阅上文各节内容）。下面仅显示了最终选择的 BOM 迭代的初始仿真。

仿真分为 VDDS33 数字 3.3V 平面和去耦网络以及 VDDA33 模拟 3.3V 迹线和设计本地去耦。这些仿真之间的区别在于用于分离这两个去耦性能仿真的 FL18 铁氧体磁珠元件。

图 2-15 AM263x LaunchPad PDN 仿真 – 3.3V 数字和模拟 I/O 电源仿真域 (A)

图 2-16 AM263x LaunchPad PDN 仿真 – 3.3V 数字和模拟 I/O 电源仿真域（第 8 层，底部）

图 2-17 AM263x LaunchPad PDN 仿真 – 3.3V 数字 I/O 电源仿真 Z11

图 2-18 AM263x LaunchPad PDN 仿真 – 3.3V 模拟 I/O 电源仿真 Z11

2.6 电子保险丝电源

AM26x MCU 采用了一次性可编程电子保险丝存储器，可用于存储客户的加密密钥和其他特定于各个器件的信息。仅当目标器件电子保险丝电源引脚 (VPP) 由 1.7V 标称输出电压、100mA 峰值电流电源供电时，才能对这些电子保险丝存储器位置进行编程。此 1.7V VPP 电源可以是板载的、非板载的，也可以来自 AM26x 设备的内部 1.8V LDO，需要已重新编程为所需的 1.7V/100mA 电源。

电子保险丝编程通常遵循以下一种或两种情况：

出厂编程 – 在 AM26x 系统的组装后测试期间对电子保险丝存储器进行编程。
现场编程 – 在器件出厂后对电子保险丝存储器进行编程并将存储器安装在终端设备中。

如果产品只需要出厂编程方案，那么在非板载情况下实施 VPP 电源可减少需要放置在 PCB 组件上的元件数量。VPP 电源仅在此编程序列中使用，因此将此硬件保留在电路板上并不能有效利用 PCB 布局规划面积、BOM 成本或测试时间。

但是，如果必须在工厂环境之外对电子保险丝存储器进行编程，则 VPP 电源必须由板载元件提供或可根据需要提供该电源的已连接附件板提供。

外部 VPP 电源

VPP 电源的具体放置和实施取决于设计人员如何利用电子保险丝存储器。实施应符合图 2-19 中所示的图

图 2-19 AM26x 电子保险丝 VPP - 外部电源实施

在 AM263x controlCARD 设计中，VPP 电源安装在电路板上，以便客户能够通过试验该过程来实现便捷的电子保险丝编程。在 controlCARD 上、TLV75801PDRVR LDO (U66) 用于将 3.3V 系统 I/O 电压降至 VPP 1.7V。

片上 VPP 电源

AM263Px 和 AM261x MCU 可以选择使用 1.8V 模拟 LDO (ANALDO) 在内部为 VPP 供电。必须在电子保险丝编程期间覆盖 ANALDO 以提供 1.7V，然后恢复到正常运行。

图 2-20 AM263Px/AM261x 电子保险丝 VPP - 内部模拟 LDO 实现

有关完整的 VPP 电气要求和电子保险丝编程序列，请参阅器件特定的 AM26x 技术参考手册中的“一次性可编程 (OTP) 电子保险丝的 VPP”规范部分。

3 时钟

3.1 晶体和振荡器输入选项

AM26x XTAL_XI 和 XTAL_XO 时钟输入可来自连接的晶体或单端振荡器输出。

晶振时钟模式

连接的晶体需为工作频率为 25MHz 的基本模式晶体。晶体需要并联电容器，电容范围为 12pF-24pF。图 3-1 展示了 AM26x 在晶体模式下计时的示例。

图 3-1 AM263x 控制卡原理图摘录（针对完整的晶体和振荡器输入要求）

振荡器时钟模式

如果采用单端振荡器输出，则 XTAL_XI 引脚需连接到振荡器，而 XTAL_XO 引脚必须悬空，在 PCB 上保持未连接状态。在振荡器输入模式下，XTAL_XI 引脚可以连接到 1.8V 方波或正弦波振荡器。有关完整的振荡器输入要求，请参阅器件特定 AM26x 数据表。图 3-2 展示了使用时钟分配器和缓冲器电路的 AM26x 时钟树示例。

图 3-2 AM263x controlCARD 原理图摘录 - 振荡器时钟源和时钟分配器

对于 AM263x 控制卡，板载 ABM10W-25.0000MHZ-8-K1Z-T3 25MHz 晶体可提供晶体模式计时。或者，LMK1C1104PWR 时钟分配电路和 SN74LV1T34 缓冲器可为 XTAL_XI 引脚提供 1.8V 方波时钟。LMK1C1104PWR 还用于为板载以太网 PHY 提供时钟源。