SF32LB57x 하드웨어 설계 가이드 — 최소 시스템 및 전원¶

5. 회로 설계 가이드라인¶

이 장은 일반적인 보드 브링업(초기 구동 및 검증) 순서에 따라 설명합니다. 먼저 최소 시스템 설계를 완료하십시오. 그렇지 않으면 첫 보드가 전원을 켜지 못하거나, 스토리지에서 부팅하지 못하거나, 펌웨어를 플래시에 기록하지 못하거나, 디버그 모드에 진입하지 못할 수 있습니다. 이 기준을 확정한 후 상세 전원 시스템, 클럭 생성, RF 경로, 디스플레이, 오디오, 카메라, 센서 및 기타 제품별 기능을 검토하십시오.

5.1. 최소 시스템 설계¶

5.1.1. 최소 시스템 설계 순서¶

브링업 실패는 대부분 최소 시스템, 전원 계열, 부트 모드, 스토리지 풀업, 크리스털 선정, BUCK 부품 또는 누락된 플래싱 접근에서 원인을 찾을 수 있습니다. 제품 주변 장치를 할당하기 전에 다음 항목을 확정하십시오.

1. 최소 시스템 회로도를 패키지와 전원 계열에 맞추십시오.
2. PA00 / PA01 부트 및 디버그 동작을 설정하고 복구 접근을 확보하십시오.
3. 부트 매체를 선택하고 필요한 PA13 / PA15 / PA17 풀업을 적용하십시오.
4. 전원 트리 개요, 충전기/OVP 경로, BUCK 인덕터/커패시터, 기본 레일 상태를 정의한 다음, 5.2절에서 상세 검토를 완료하십시오.
5. 48 MHz 및 32.768 kHz 크리스털을 선정하고 5.3절의 캘리브레이션 계획을 확인하십시오.
6. DBG-UART, SWD, 부트 모드, 전원, 그라운드, 지그 테스트 포인트를 확보하십시오.

5.1.2. 최소 시스템 회로도¶

SF32LB57x에는 여러 최소 시스템 회로도 변형(variant)이 있습니다. 패키지와 전원 계열이 모두 일치하는 것을 사용하고, 배터리 전원 변형과 3.3 V 전원 변형을 혼용하지 마십시오.

5.1.3. 부트 스토리지 및 스트랩 구성¶

회로도를 확정하기 전에 부트 매체를 선택하십시오. 패키지에 통합된 메모리가 이미 MPI 채널을 사용하고 있을 수 있으며, 외부 매체마다 풀업과 전원 제어 요구 사항이 다릅니다.

부트 매체의 종류와 전원 계열에 따라 전원을 공급하십시오. 배터리 전원 변형에서는 외부 NOR 플래시에 VDD33_VOUT1으로 전원을 공급하고, 외부 SPI NAND 플래시에는 VDD33_VOUT1 뒤에 로드 스위치를 추가하며, 외부 SD NAND 플래시와 eMMC에는 외부 LDO를 사용합니다. 3.3 V 전원 변형에서는 모든 외부 부트 매체에 외부 LDO를 사용하십시오. SiFli는 외부 부트 매체 스위치의 활성화 신호로 PA21을 권장합니다. High일 때 레일이 켜지고 Low일 때 꺼집니다. 배터리 전원 패키지에서 PA21을 사용할 수 없다면 SiFli 원문에서는 기본 풀업된 GPIO로 대체하는 방법을 허용합니다. 부팅 중에는 부트 매체 레일을 사용할 수 있어야 합니다. 패키지 내장 스토리지가 이미 MPI3를 사용하고 있다면 외부 MPI3에는 SD NAND 또는 eMMC만 연결할 수 있으며, 해당 채널에 외부 SPI NOR/SPI NAND를 연결하면 안 됩니다.

5.1.4. 디버그 및 플래싱 접근¶

제품 IO를 할당하기 전에 디버그 및 복구 경로를 확보하십시오. 기본 DBG-UART, 부트 스트랩 또는 SWD에 접근할 수 없으면 첫 보드에서 발생한 여러 문제를 복구하기 어려워집니다.

PA18/PA19는 기본 DBG-UART 핀이고 PA43/PA44는 기본 SWD 핀이며, SWD는 PA18/PA19로도 전환할 수 있습니다. 디바이스는 DBG-UART, SWD, 표준 UART, USB의 네 가지 플래싱 인터페이스를 지원합니다. 일반 부팅에서는 DBG-UART와 SWD만 지원하며, BOOT 모드에서는 네 가지를 모두 사용할 수 있습니다. BOOT 모드와 SWD 핀 전환은 PA00, BOOT 레지스터, PA01, 호스트 BOOT 스위치에 좌우됩니다. 양산 프로그래밍과 복구를 설계할 때는 원본의 전체 모드 표를 확인하고, 핀 하나의 상태만으로 플래싱 인터페이스를 추정하지 마십시오.

5.2. 전원 시스템¶

5.2.1. 전원 트리 계획¶

회로도를 작성하기 전에 전원 트리를 그리고, 각 레일의 공급원, 기본 상태, 최대 부하, 슬립 상태, 제어 GPIO를 표기하십시오.

5.2.2. 배터리 전원 변형¶

배터리 전원 변형에서는 보통 VBUS, VBAT, VCC, VSYS, BUCK_LX, BUCK_FB, 내부 LDO 출력, 오디오 전원 핀, RF 전원 핀을 사용합니다.

주요 요구 사항:

• VBUS를 허용 입력 범위 내로 유지하고 OVP 보호를 추가하십시오.
• VBAT을 배터리에 연결하고 배터리 전압 감지에 사용하십시오.
• VCC를 메인 시스템 입력으로 취급하십시오. 충분한 트레이스 폭을 사용하고 디커플링 커패시터를 칩 가까이에 배치하십시오.
• VSYS는 지정된 내부 부하, AVDD_BRF, GPIO 풀업 회로에만 사용하고, 외부 주변 장치에 전원을 공급하는 데 사용하지 마십시오.
• VDD33_VOUT1, VDD33_VOUT2 및 기타 내부 레귤레이터 출력은 명시적으로 허용된 부하에만 사용하십시오. SiFli 원본에 충돌이 있음에 유의하십시오. 저전력 설명과 다이어그램은 외부 센서를 VDD33_VOUT1에 연결하는 것으로 보여 주지만, 같은 가이드의 전원 체크리스트는 이를 패키지 내장/외부 NOR/NAND 플래시와 AVDD33_AUD로 제한하고 다른 주변 장치를 금지합니다. SiFli가 이 불일치를 명확히 하기 전까지는 센서를 VDD33_VOUT1에 연결하지 마십시오.
• AVDD_BRF와 AVDD33_AUD는 권장 소스 레일에서 로컬 필터링을 거쳐 연결하십시오.

5.2.3. 3.3 V 전원 변형¶

3.3 V 변형은 보통 외부 3.3 V 레일을 PVDD, AVDD33, AVDD_BRF, AVDD33_AUD, VDDIOA 및 관련 도메인에 사용합니다.

주요 요구 사항:

• 중요한 3.3 V 도메인에는 스타 방식 배선을 사용하십시오.
• 아날로그, RF, 오디오 전원은 대전류 또는 고속 디지털 경로와 별도로 필터링하십시오.
• VBATS를 배터리 감지에 사용하는 경우 입력 범위와 필터링을 확인하십시오.
• 3.3 V 전원 변형에서는 모든 외부 부트 매체에 외부 LDO로 전원을 공급하며, PA21이 권장 활성화 신호입니다.
• 내부 레퍼런스와 내부 LDO 출력 핀에는 필요한 외부 커패시터만 연결하는 것이 좋습니다. 외부 전압 소스로 구동하지 마십시오.

5.2.4. 전원 커패시터 및 용도 빠른 참조¶

회로도 사전 검토에 이 표를 사용하십시오. 최종 값은 여전히 데이터시트와 레퍼런스 디자인에 맞게 확인해야 합니다.

5.2.5. BUCK 인덕터와 피드백¶

권장 BUCK 인덕터 파라미터:

PCB 요구 사항:

• 인덕터, 출력 커패시터, 피드백 커패시터를 칩 가까이에 배치하십시오.
• BUCK_LX 루프를 짧고 넓게 유지하십시오. 이 영역에서는 구리 폴리곤과 민감한 트레이스를 피하십시오.
• BUCK_FB 트레이스는 적당히 넓게 유지하십시오. 0.25 mm 이상을 권장합니다.
• 인덕터 영역 근처에 견고한 기준 그라운드를 유지하고, 크리스털, RF, 오디오, GPADC 트레이스로 노이즈가 결합되지 않도록 하십시오.
• 제품에 GPS, 심박 감지, ECG, 아날로그 마이크 같은 민감한 블록이 있다면 BUCK_LX 영역 근처에 선택적인 EMI 튜닝용 풋프린트를 확보해 두십시오. 최종 값은 시스템 EMC 검증 중에 선택하는 것이 좋습니다.

5.2.6. 충전 및 OVP¶

배터리 제품은 외부 충전기 또는 통합 충전 블록을 사용할 수 있습니다.

OVP 지침:

• VBUS는 허용 입력 범위를 절대 초과하면 안 됩니다.
• 조정 가능한 OVLO OVP에 대해 SiFli는 AW32905FCR을 레퍼런스로 제시합니다. 애플리케이션 설명은 5.2~5.5 V를 지정하고, 체크리스트는 5.15~5.55 V를 지정합니다. SiFli가 차이를 명확히 하기 전까지는 두 범위가 겹치는 5.2~5.5 V를 기준으로 설계하십시오. V_IN_OVLO = ((R1 + R2) / R2) × V_OVLO_TH에 소자 및 분압기 허용 오차를 포함하고, V_OVLO_TH 오차는 3% 이내로 유지하고 R1/R2는 허용 오차 1%인 것을 사용하십시오.
• 레귤레이션 출력 OVP에 대해 SiFli는 SGM4064YDE8G와 LP5305AQVF를 제시합니다. 애플리케이션 설명은 4.5~5.4 V를 지정하고, 체크리스트는 4.7~5.4 V를 지정합니다. 명확해지기 전까지는 더 좁은 4.7~5.4 V 범위를 사용하고, 부하 용량은 0.5 A 이상, 과전류 임계값은 0.7 A 이상으로 하십시오.
• 충전기 입력은 칩에 도달하기 전에 TVS/OVP 보호를 거치도록 배선하십시오.

5.2.7. 저전력 전원 전략¶

저전력 동작은 회로도에 설계로 반영해야 합니다.

권장 사항:

• 디스플레이, 백라이트, 센서, 모터, 외부 스토리지에는 로드 스위치 또는 스위칭 가능한 LDO를 사용하십시오.
• EN 핀이 active-high인 전원 관리 부품을 선택하십시오. 출력이 기본적으로 꺼져 있어야 한다면 EN을 1 MΩ~5.1 MΩ 저항으로 그라운드에 풀다운하고, 제품의 저전력 목표를 충족하도록 저항 값을 선택하십시오.
• MOSFET 전원 스위치에는 원본이 권장하는 PMOS와 NMOS 조합 토폴로지를 사용하십시오. 로직 High이면 레일이 켜지고 로직 Low이면 꺼집니다. 제어 핀에서 그라운드로 고정 1 MΩ 풀다운을 실장하십시오.
• 슬립 중 누설을 피하도록 I2C 풀업은 해당 주변 장치와 같은 레일에서 전원을 공급하십시오.
• 상시 전원 회로에는 Iq와 셧다운 전류가 낮은 부품을 선택하십시오.
• VSYS 또는 상시 전원 LDO를 GPIO 풀업 레일로 사용한다면 그 누설을 슬립 전류 예산에 포함하십시오.

5.2.8. 전원 및 충전 레퍼런스 그림¶

SF32LB57x 레퍼런스 회로도와 레이아웃 예제는 전원 트리, POR 타이밍, 충전 경로, OVP 선택, 저전력 로드 스위치 전략을 다룹니다. 배터리 전원 변형에서는 부트 매체 종류에 따라 온칩 LDO, 후단 로드 스위치 또는 외부 LDO를 선택하며, 3.3 V 전원 변형은 모든 외부 부트 매체에 외부 LDO를 사용합니다. VBUS의 EOS/ESD 및 OVP 보호와 배터리 온도 NTC 연결은 레퍼런스 회로를 따르십시오. 두 전원 계열이 섞이지 않도록 배터리 전원 예제와 3.3 V 전원 예제를 별도로 검토하십시오.

전원 램프는 레퍼런스 그림에 표시된 VDD 상승 시간 범위도 충족해야 합니다. 1 < tVR < 500000 μs/V. 3.3 V 전원 변형에서는 그림에 나타난 PVDD와 VDDIO 램프 관계를 따르며, VDDIO는 PVDD와 동시에 켜질 수 있습니다.

배터리 전원 레퍼런스 그림:

3.3 V 전원 레퍼런스 그림:

충전 및 OVP 레퍼런스 그림:

5.2.9. 패키지 및 전원 계열별 전기적 제약¶

SF32LB57x의 전원 요구 사항은 패키지와 전원 계열에 따라 다릅니다. 반드시 확인해야 하는 차이를 아래에 정리했으며, 최종 회로도는 선택한 패키지의 최소 시스템 회로도와 데이터시트에 맞게 여전히 검토해야 합니다.

5.2.10. 동작 모드와 웨이크업 소스¶

동작 모드와 웨이크업 소스는 각 저전력 상태에서 어떤 레일, 풀업, 외부 부하, 웨이크업 가능 GPIO가 활성 상태로 남는지를 결정하므로 전원 시스템 검토에 속합니다.

5.2.11. 전원 모드¶

SF32LB57x 제품군은 Standby와 Hibernate에서 디바이스를 깨울 수 있는 인터럽트 소스를 10개 제공하며, 다음 표에 매핑되어 있습니다.

5.2.12. 웨이크업 설계¶

• 웨이크업 기능이 필요한 키, 터치 인터럽트, 센서 인터럽트는 웨이크업 가능 GPIO에 연결하십시오.
• 외부 하드웨어 웨이크업 신호는 가급적 PA33~PA42 범위 내에서 계획하고, 회로도에 웨이크업 기능을 표기하십시오.
• Standby와 Hibernate에서 IO 유지, High-Z, 풀업, 풀다운, 주변 장치 전원 상태를 검토하십시오.
• USB 연결 웨이크업에는 올바른 IO 전압을 가진 웨이크업 가능 GPIO에 연결된 VBUS 분압기가 필요합니다.
• Bluetooth, RTC, 외부 웨이크업 동작은 펌웨어 저전력 정책과 함께 검토하는 것이 좋습니다.

5.2.13. 저전력 검증¶

EVT 중에 최소한 다음 상태를 측정하십시오.

모든 측정에 대해 펌웨어 버전, 공급 전압, 배터리 시뮬레이터 설정, 주변 장치 연결 상태, Bluetooth 연결 상태, 주변 온도를 기록하십시오.

5.2.14. 전체 전원 핀 참조¶

핀별 회로도 검토에 이 표들을 사용하십시오. 각 표는 하나의 패키지와 전원 계열 조합에 대해 모든 전원 핀의 최소, 일반, 최대 전압과 최대 전류를 나열합니다. 정확한 주문 가능 부품 번호에 맞는 표를 선택하고, 서로 다른 패키지나 전원 계열의 행을 섞지 마십시오.

클럭, RF 및 사용자 인터페이스로 이어집니다.

최종 업데이트: 2026-10-19