摘要：为了完结嵌入式虹膜辨认体系的安稳作业，提出了一种依据软件关机电路的电源体系规划方案，并完结体系的硬件规划。该体系的硬件规划首要分为大局电源，内核电源和I/O模块电源3大部分，可以满意虹膜辨认体系的一切器材功耗需求。实践运用标明，该电源具有软件可操作性，可以使TMS320DM6446内核到达长时刻且安稳作业的特色，满意了规划需求。
关键词：嵌入式虹膜辨认体系;DM6446;软件关机电路;内核电源
跟着社会和科技的开展，身份认证的重要性日益闪现。传统的身份辨认办法因为其固有的局限性已远远不能满意要求，所以迫切希望有一种安全可靠、易于运用的辨别身份办法。虹膜辨认以其非触摸的收集办法，最准确的辨认办法，居于生物特征辨认体系的首位。现在，虹膜辨认体系完结渠道可分为依据PC机的虹膜辨认体系和依据嵌入式的虹膜辨认体系两大类。前者首要用于国防等国家大型办理体系等范畴;而后者适用于小规模认证，信息处理量不大，体系结构较为简略的高安全级别门禁体系等范畴。
本课题研讨开发了依据DM6446的嵌入式虹膜体系，首要研讨作业分为3部分：虹膜嵌入式硬件体系的完结、Linux操作体系下驱动编写和虹膜算法在DSP上的移植与优化。本文要点论述在该嵌入式硬件体系完结过程中的电源规划。依据业界硬件工程师的规划电路经历，电源规划是电路规划的中心，只要电源在长时刻安稳地作业条件下，嵌入式体系的各个模块才或许完结其相应的作业。因而，电源的规划与完结在该嵌入式体系中占有至关重要的效果。
1 大局电源规划
在本体系中，经过调查各模块电路和芯片参数等多方面要素，确认了整个体系的大局电源为5V输出;因为DM6446中的ARM内核和DSP内核等均为高功耗模块，所以在大局电源规划中，应考虑体系的最大功耗，使其能保护整个模块体系能正常安稳作业，并根绝过度发热现象。
综上所述，界说大局电源输出电压：Vo=5 V，负荷电流：Io-TYP=12 A，输入电压Vin-TYP=12 V，软发动时刻tss=5 ms。选用LM3150降压电源芯片，其输入电压规模可到达6～24 V，输出电流最高达12 A，到达规划要求。
1.1 规划输出电压
大局稳压电源电路图如图1所示，依据输出电压计算公式：
1.2 使能端软件关机电路
该电路运用阻隔的小电压操控LM3150电源的使能引脚(EN)，确保了单片机操控电路引脚不受倒灌的高电压损害。
软件关机电路图如图2所示，在调试阶段，焊接R52电阻，使得Q1基极为低，Q1断开，Power_On端经R10接地，使得LM3150电源电路停用;当不焊接R52电阻时，Q1基极为高电平，Q1导通，此刻，Power_on端电压
，因为VPower_on>1.26 V时，发动LM3150电源电路。(注：此刻的VPower_on可依据电阻的不同阻值恣意调理，完结了小电压操控某大电压通断)
在软件关机电路中，将单片机的引脚衔接到Power_set端，当Power_set端为高电平时，Q2导通，使Q1基极为低;当Power_set端为低电平时，Q2断开，使Q1基极为高电平。以完结用单片机操控整个电路电源的通断，并处理了LM3150反应电流倒灌使单片机焚毁的问题。
2 内核电源规划
依据DM6446内核功耗表，如表1所示，在频率到达594 MHz的情况下，内核电压为1.2 V，功耗为1.05 W，内核所需电流为：
本体系规划时，选用了810 MHz的DM6446，其内核功耗会高于1.05 W，所需内核电流也高于0.875 A，其内核电压为1.3 V;并且在体系板中的FPGA(EP3C55F780)所需内核电压为1.2 V，综上两种要素的考虑，因而，其一，内核电源需供应1.2 V和1.3 V两种不同电压;其二，为使810 MHz的DSP内核能安稳作业，需为其供应功耗余量，供应的最大电流操控在3A左右。
规划时选用TPS54386电源芯片，它不仅能供应最大为3 A的大电流，并且仍是双电压输出形式。内核电源的典型电路图如图3所示。
规划反应电阻R1和R2以确保输出电压为抱负输出电压。如图4所示TPS54386反应电路。
3 I/O模块电源规划
关于DSP外围I/O口模块电压分别为1.8 V和3.3 V，相同选用TPS54386电源芯片，依据以上的规划办法：
在规划过程中，如图5，图6所示，考虑到DSP内核的上电时刻应比I/O模块的上电时刻提早或同时发生，而两模块供电又是分隔的，因而需规划硬件推迟电路。
(其间，VTH=1.2 V、IENX=6μA、R=51 kΩ)，这儿取C=12 pF时，推迟时刻为tDELAY=100 ns。
3.1 CVDD和CVDDSP的阻隔
ARM内核和DSP内核上电次序如图7所示，DSP内核的上电时刻晚于ARM内核的上电时问，ARM上电后，使整个体系开端正常工作，而进行数据处理的DSP内核应在ARM上电一段时刻后上电或不上电。所以对其供应1.3 V电压时，两内核之间需运用功率电感推迟电流，起到阻隔的效果。规划时，将CVDD直接衔接1.3 V电源，而CVDDSP经过一个功率电感后，再衔接1.3 V电源。
3.2 PLL电源规划
开关电源搅扰首要来源于工频电流的整流波形和开关操作波形，这些波形的电流走漏到输入部位就成为传导噪声和辐射噪声，走漏到输出部位就形成了纹波问题。PLL外部电路如图8所示，考虑到电磁兼容性的有关要求，在外部规划时参加EMI滤波网络，阻隔外部电源纹波引进，按捺开关电源上的搅扰。
3.3 DAC内核电压和模仿I/O电压的规划
因为DSP内核电压(Vcore=1.3 V)不能直接供应DAC内核(VDDAIPIV=1.2 V)，为增强DAC内核电源安稳性，如图9所示，选用功率电感L21，L22进行纹波滤波处理。而DAC的参阅电压0.5 V无需吸入大电流，因而直接选用稳压二极管就能完结。模仿I/O电压VDDAIP8V=1.8 V，规划办法与上相同。
3.4 DDR2电源规划
DDR2外部电路图如图10所示，DVDDR2经过EMI滤波网络将1.8 V电压接入到DDR_VDDDLL引脚，完结对DDR2供电的意图;因为DDR2接口端输入阻抗大，所以DDR_VREF参阅电压经过两个阻值为1 kΩ的电阻分压为0.9 V。
4 定论
嵌入式虹膜辨认体系的电源网络选用软件关机电路进行操控，满意了810 MHz的DSP等各类高功耗内核的需求，并处理了内核上电时序先后次序及其延时问题，提高了体系的安稳性和可靠性。该嵌入式虹膜辨认体系现已量化投产，并成功投入社会运用。依据其实践运用标明，该电源体系具有可控性好、电压安稳、宽输入电压，并满意嵌入式体系一切器材功耗需求等的特色，到达了规划要求。
