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1、COM载板设计之二：电源与复位3.1电源一般要求COM Express是单电源供电：12VDC, +/-5%。有些厂家的模块电源适应范围可能会更宽 一些，COM Express模块消耗功率一般在25到50W范围。如果有一些暂停功能（RAM暂停，磁盘暂停，按键唤醒，USB设备有效唤醒等），那么 COM Express模块需要一个5V Suspend电源。如果不使用这些暂停功能，模块的 VCC_5V_SBY脚应该悬空。3.1.1 VCC_12V上升时间和浪涌电流。直接把模块接到一个电池上，这种快速的电源电压上升时间，可能会导致比较大的浪涌电流， 因此，COM Express模块的输入电源的电压上升
2、时间应该限制，一般2.5V/ms。3.2 ATX和AT方式电源控制3.2.1 ATX与AT电源比较ATX电源普遍应用在PCs中，它又两套电源，一个是正常操作使用：12V，5V，3.3V和-12V， 还有一个独立的5V暂停电源，所谓的暂停电源就是其ON的充要条件是AC输入存在，而 正常操作电源ON的充要条件，AC输入存在且PS_ON#信号为0，这样就会使软件能够控 制电源。PC主板可以实现多种控制AC电源的机制，包括按钮，键盘事件，鼠标动等。AT电源ON的充要条件是AC接入，软件不可控，所以PC中不使用这种电源。将ATX的PS_ON#始终接到地上，ATX就变成了 AT。3.2.2电源状态如下表：
3、表38，电源状态状 态描述注释G3MechanicalAC电源拔出，也许系统里还要电池维持RTC工作。S5Soft Off系统电源切断，但是5V Suspend电源供电。系统的上下文内容并不保存。S4Suspend toDisk系统电源切断，但是5V Suspend电源供电。系统的上下文内容并不保存。系统上下 文保存在磁盘媒体中。S3Suspend to RAM系统电源切断，但是5V Suspend电源供电。系统的上下文内容并不保存。系统上下 文保存在RAM中。S0On系统上电。COM Express 信号 SUS_S5#, SUS_S4#和 SUS_S3#状态如下:状态SUS_S5#SUS_
4、S4#SUS_S3#G5N/AN/AN/AS5LowLowLowS4HighLowLowS3HighHighLowS0HighHighHigh3.2.3 ATX和AT电源上电顺序图50： ATX上电顺序图51： AT上电顺序参数最小值最大值描述注释TPB10ms500ms从按下电源按钮到使得模块退出Suspend模式的时间仅对ATXTPSR0.1ms20ms电源上升时间表40： ATX和AT电源上电定时:VCC_5V_SBY(MJjr be bed &O VCC_5VVCC_12VH&CEXModule IntennJd! Power Rii-lsSY S_RESFTff fib CX | (
5、Optonjl)CBRE SET* (Rpm CEX)PCLftESET# (Frpm C-EXJBJOg SumFWR JBTN*CEXHOp心lSUS_S3# (From CEK)VCC 5V T ForCjfric 已3rd gVCC3V3I (nnl needed 即 四山心FWR_OKObCEX)注意:l有一个时间段（如上面图50和图51所示的TMP1）l在TMP1期间，载板电路不应该驱动任何COM Express信号。l在TMP1期间，PWR_OK信号可以用来延后COM Express Boot，有时需要这么做，这 样允许载板上的FPGA等需要配置的器件在BOOT前配置好。l载板上
6、对COM Express信号的上拉应该保持最少，以避免在这个期间后驱COM Express 信号脚，载板对COM Express信号的上拉通常是不必要的，大部分信号如果需要上拉，则 在模块里就上拉了。3.2.4电源监视电路的讨论COM Express模块使用的芯片组，都集成了一个状态机或者微控制器，它由Suspend电源 供电（就是说其电源来自VCC_5V_SBY，只要AC接着在，这个电源总是有的），状态机 或微控制器的功能是管理系统电源状态，监视不同的可能引起电源状态改变的输入（比如 PWRBTN#、WAKE0#、WAKE1#等），并输出状态信号（比如 SUS_S5#、SUS_S4、SUS_
7、S3、 SUSPEND#）使系统硬件能够控制系统中的不同电源。3.2.5电源按钮COM Express的PWRBTN#输入可以被载板硬件使用，用来实现ATX方式的电源控制。在下图的原理图中就给了一个这么做的例子。COM Express的PWRBTN#一般由模块的芯 片组来，通常PWRBTN#输入由模块的芯片组反弹。在电源按钮按下之后，系统行为取决于芯片组能力和模块硬件厂家的硬件设计及BIOS设 计。基于Intel 915GM、945GM和965GM芯片组的模块，下面的行为有RTC芯片寄存器 设置：电源按钮状态状态描述总是ON无电源按钮按下需要芯片组在Suspend电源稳定后取消断言SUS_S5
8、#，SUS_S4#和 SUS_S3#等到电源按钮按下芯片组保持Suspend状态知道电源按钮按下信号收到最后状态当电源去掉之后，如果单元是ON，那么当电源再次接通的时候单元返回ON3.3参考设计3.3.1 ATX 电源ATX电源广泛使用，便宜而又可靠。ATX电源提供的电压种类比载板要求的电源电压种类 多，但载板有时需要其它种类的电源。下图显示了 ATX电源载板电路，使用了一个24脚的ATX主电源连接器。对于带大功耗的 CPU或图形卡的系统，两个附加的12V电源需要通过一个4脚的+12V电源连接器提供。POWER ATXType 2 DetectionCSE 11note: PWR_OK is
9、only 33V krierarilvcc.m vgc!W vi043V*3 s?VgP3 d*#ano林5VWSt5V”5v皿11JIM， -11 *Mt 卫 张rraa -iiomQ14 raiuU14L2A7*HCTJ15 RHTYRE2*TYftliTYPES*FH4HgATX ONGD GHDRmwt CarmKiQF职站 &nlyVCC_12V_CEX arbd VCC5V_SB are needed by COM Express modulePOWER ATEK湖 oK 相 mgCTP_S rcgK HO CONNECTIF面gTIWH HO CONNECTPWRRTN#对COM
10、 Express模块来说是输入，开关反跳在模块上实现，PWRBTN#信号的 下降沿启动从S5 （软件关）到S0 （软件开）的状态变化，如果设备已处于ON状态，则变 化相反。ATX电源由PS_ON#来控制，主ATX电源在PS_ON#为低的时候工作，为了关掉电源， PS_ON#可以浮空，这个网络通常由COM_Express的SUS_S3#信号反向来驱动，典型地 通过与模块检测电路“与”控制，这个逻辑应该有VCC_5V_SBY来供电，例如，如果系统或 者CPU超温，主电源自动断电。表42：ATX信号名称描述PS_ON#低有效，TTL电平输入，低使能电源，如果高或者浮空，断电，但+5V Suspend
11、除外PWR_OK高有效，表示+12V, +5V, +3.3V, -12V有效+12V1DC+12V电源，除CPU外的系统其它电路使用，受控于PS_ON#+12V2DC+12V电源，CPU使用，受控于PS_ON#。这个电源使用一个独立的2x2连接器，仅供CPU来使用。+5VDC+5V电源，受控于PS_ON#+3.3VDC+3.3V电源，受控于PS_ON#-12VDC-12V电源，受控于PS_ON#+5VSB+5V Suspend电源，只要AC电源存在，这个电源就存在COM电源返回端。也即是地注意，12V有两个，一个供CPU使用，一个供CPU外的其它电路使用。这是两个独立的 电源，每个最大输出240W。早期的ATX电源连接器是2x10的，它们是兼容的。还有更早期的电源，只有一个+12V， 2x2的CPU+12V电源并不存在。其实对于COM Express模块大都使用低功耗的CPU，所 以，一般不需要独立的+12V CPU电源。3.3.1.1最小负荷如果+12V、+5V、+3.3V电源负载太轻，ATX电源可能启动不起来。ATX12V电源设计指 南
