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マイクロプロセッサを使用したシステム、回路設計時に重要なポイントは：マイクロプロセッサQ&Aハンドブック（3）（3/7 ページ）

» 2024年06月11日 10時00分公開

　電源の供給電圧については、STM32MP135Fシリーズの場合はデータシート「DS13483」の6.3.1章”General operating conditions”内、Table 13.“General operating conditions（continued）”^※3に記載されています。

※3）DS13483

　これらを参照して、必要な電源を参考に列挙してみましょう（表1）


No	信号名	用途	電圧	推奨する電源種類
1	VDD_CORE	コアドメイン用電源	1.25V（通常/STOPモード時） 0.9V（LPLV-Stopモード時）	BUCK SMPS
2	VDD_CPU	MPUドメイン用電源	1.25V（通常時） 1.35V（オーバードライブ時）	BUCK SMPS
3	VDD, VDD_PLL	VDDドメイン用電源	3.3V（IO電圧3.3V使用時） 1.8V（IO電圧1.8V使用時）	BUCK SMPS
4	VBAT	VSWドメイン用電源	1.6 V < VBAT < 3.6 V （電池から供給時）	バックアップ用電池電池不使用時VDD
5	VDDQ_DDR	DDR PHY用電源およびDDRメモリのメイン電源	1.35V（DDR3L使用時） 1.2V（LPDDR3使用時） 1.5V（DDR3使用時）	BUCK SMPS
6	VDDA	アナログドメイン用電源	3.3V	BUCK SMPS / LDO
7	VDD_SD1, VDD_SD2	SDカード（SDMMC1） eMMC（SDMMC2） IO用電源	3.3V（SDカード初期化時） 1.8V（SDカードHS動作時）	BUCK SMPS / LDO
表1：マイクロプロセッサの動作に必要な電源の例（STM32MP13シリーズ）

　VDD_CPU、VDD_COREは、動作モードに応じて供給電圧の変更が必要な場合があります。VDD_CPUはCPUの動作周波数を向上させるために、CPUへの供給電圧を上げて、動作させるオーバードライブを使用する場合です。オーバードライブ時には供給電圧を通常時より0.1V上げる必要があります。

　VDD_COREは、低消費電力モードにおいてさらに消費電力を下げたい場合、LPLV-STOPモード時にVDD_COREの電圧を0.9Vに下げることが可能です。

　VDD_SD1、VDD_SD2はSDカードを接続し、HS200モードでの高速転送する場合は、動作中に3.3Vと1.8Vの切り替えが必要になります。これは、SDカードにアクセスするIOの電圧は初期化時に3.3Vが必要な一方で、HS200モード時には1.8Vに下げないと最大クロック周波数で転送できないというSDカードの仕様によるものです。

　マイクロプロセッサに使用する電源回路のうち、コアドメイン用電源VDD_CORE、MPUドメイン用電源VDD_CPUおよびDDRメモリ用のメイン電源と共用となるVDDQ_DDRは、消費電力が多いため、電力効率の高いBUCKスイッチモード電源（BUCK SMPS）を使用することを推奨します。消費電力が少ないものに関しては、低ドロップアウト（LDO）リニアレギュレーターでも構いません。実際の電源設計では、VDDはマイクロプロセッサに接続される他のICへの電源供給と共用になることが多いため、これらの電源供給に対応できるよう、LDOではなくBUCK SMPSの使用を検討するケースが多いです。

　これらの電源の立ち上げ順序は、データシートやアプリケーションノートに記載されている半導体メーカーからの指示に必ず従う必要があります。電源の立ち上げ順序を守らないと、デバイスが永続的に損傷する可能性があるためです。STM32MP135Fシリーズの場合は、データシート「DS13483」の3.6.1章“Power supply scheme”^※3）に記載があります。この記載を図で分かりやすくしたものがアプリケーションノート「AN5586」の5.2章 “Power-up/power-down sequence and reset management”内、”Figure 9. Power-up / power-down with VDDCORE and VDDCPU independent, DDR3L”^※4）に記載されています（図3）ここで重要なことは、VDDが完全に立ち上がってから他の電源を立ち上げることです。