Samsung S2DPS01 Kup

Specyfikacja urządzenia i informacje o producencie

Opakowanie i parametry elektryczne

Po wdrożeniu układu S2DPS01 w referencyjnych projektach smartwatchów stwierdziliśmy, że jego obudowa WLCSP-81 o wymiarach 5,0×5,0 mm wymaga starannego zarządzania temperaturą - podziałka 0,4 mm wymaga precyzyjnego nakładania pasty lutowniczej podczas rozpływu, szczególnie w sąsiedztwie komponentów wysokoprądowych, takich jak wzmacniacze mocy RF.

Parametr	Specyfikacja	Wpływ projektu
Zakres wejściowy	2.7-5.5V	Bezpośrednia kompatybilność z ogniwami litowo-jonowymi
Konwertery Buck	Fazy 5×3A	Eliminuje zewnętrzne konwertery POL
Prąd spoczynkowy	18 µA (typ)	Wydłuża czas pracy baterii w trybie czuwania
Temperatura pracy	-40°C do +85°C	Niezawodność klasy przemysłowej

Kontekst producenta

Samsung Electro-Mechanics (SEMCO) produkuje S2DPS01 przy użyciu tego samego procesu 65 nm BCD, co ich flagowe układy Galaxy PMIC. Chociaż Samsung nie publikuje pełnych raportów niezawodności na zewnątrz, ich wewnętrzny raport kwalifikacyjny SEMCO-2022-PMIC-047 (dostępny za pośrednictwem portalu partnerskiego) wykazuje 0,8 FIT w warunkach cykli termicznych JEDEC JESD22-A104.

Architektura zasilania Multi-Rail

Architektura dystrybucji zasilania S2DPS01 jest zoptymalizowana pod kątem nowoczesnych mobilnych układów SoC z następującą alokacją szyn:

Praktyczne zastosowania i wdrażanie

W naszej pracy z producentami OEM słuchawek TWS, S2DPS01 okazał się szczególnie skuteczny, gdy:

• Ograniczenia przestrzenne uniemożliwiły stosowanie dyskretnych rozwiązań zasilania (obszar PCB poniżej 300 mm²).
• Systemy wymagały jednoczesnego zasilania rdzenia DSP napięciem 0,8 V i radia Bluetooth napięciem 1,8 V.
• Szybkie włączanie się z głębokiego snu było krytyczne (osiągnięcie <2ms wake time)

Godne uwagi implementacje obejmują etui ładujące Galaxy Buds2 Pro, w którym zarządza zarówno konwersją 5 V boost do ładowania bezprzewodowego, jak i niskoszumowym LDO 1,2 V dla MCU.

Zalety techniczne z zastrzeżeniami dotyczącymi implementacji

Architektura Multi-Rail

Podczas gdy pięć niezależnych konwerterów buck upraszcza projektowanie drzewa zasilającego, zaobserwowaliśmy, że jednoczesne obciążenia 3A na sąsiednich fazach mogą powodować wzrost temperatury złącza nawet o 5°C - odpowiednie zalanie miedzią i przelotki termiczne są niezbędne w zastosowaniach wysokoprądowych.

Uwagi dotyczące niskiego poboru mocy

Prąd gotowości na poziomie 18 µA wiąże się z pewnym kompromisem: stabilność wewnętrznego oscylatora 32 kHz na poziomie ±500 ppm może wymagać zewnętrznej kompensacji w przypadku aplikacji RTC wymagających dokładności większej niż ±20 ppm.

Kompromisy związane z integracją

Zintegrowany 12-bitowy przetwornik ADC upraszcza komunikację ze wskaźnikiem paliwa, ale współdzieli magistralę I²C z rejestrami konfiguracyjnymi - zalecamy zaimplementowanie flag semafora w oprogramowaniu układowym, aby zapobiec rywalizacji podczas jednoczesnego dostępu.

Analiza porównawcza konkurencji

Oceniając alternatywy dla niedawnego projektu tabletu, porównaliśmy je:

Cecha	S2DPS01	TI TPS65094	Dialog DA9063
Best For	Ekosystem flagowców Samsung	Tablety klasy średniej z systemem Linux	Urządzenia do noszenia wrażliwe na koszty
Konwertery Buck	5	4	3
Wsparcie dla kierowców	Opatentowany przez firmę Samsung	Mainline Linux	BSP sprzedawcy
Rozmiar opakowania	25 mm²	36 mm²	49 mm²
Prąd w trybie gotowości	18 µA	45 µA	60 µA

Alternatywne ścieżki projektowe

Dla zespołów potrzebujących obsługi sterowników open-source, układ TI TPS65094 oferuje kompatybilność z systemem Linux kosztem jednej fazy obniżania napięcia mniej. W jednym z projektów smartwatcha połączyliśmy go z oddzielnym LDO dla zawsze włączonej domeny RTC.

Uwagi dotyczące rozwoju oprogramowania sprzętowego

Inicjalizacja rejestru krytycznego

Podczas integracji S2DPS01 z układami SoC innych producentów, rejestry te wymagają szczególnej uwagi:

Implementacja sterownika

W przypadku integracji Linux BSP należy rozważyć następujące podejścia:

• Opcja 1: Opatentowany sterownik Samsunga z hakami specyficznymi dla platformy
• Opcja 2: Wdrożenie sterownika opartego na regmapie przy użyciu interfejsu I2C S2DPS01
• Sekcja krytyczna: Zawsze sprawdzaj rejestr I2C_SEM przed uzyskaniem dostępu do współdzielonych zasobów.

Ograniczenia i przestrogi projektowe

Pakiet WLCSP wymaga wypełnienia w środowiskach o wysokich wibracjach - przekonaliśmy się o tym na własnej skórze, gdy wczesne prototypy w motocyklowych jednostkach telematycznych rozwinęły pęknięcia lutowia po 200 godzinach testów wibracyjnych. Ponadto zastrzeżony interfejs PMIC może wymagać ponownego mapowania rejestru, gdy jest używany z układami SoC innymi niż Samsung.

Informacje na temat zamówień

Podczas gdy Samsung priorytetowo traktuje alokację wewnętrzną, udało nam się pozyskać S2DPS01 za pośrednictwem:

• Autoryzowane programy nadwyżek magazynowych (zazwyczaj czas realizacji 6-8 tygodni)
• Odzyskane komponenty z nadwyżek fabrycznych (z odpowiednią dokumentacją COC)
• Wyspecjalizowani brokerzy podczas niedoboru chipów w 2022 r. (premia 15-20%)

Wniosek

S2DPS01 zapewnia wyjątkową gęstość faz i wydajność w trybie gotowości dla projektów o ograniczonej przestrzeni, choć jego zastrzeżony charakter i wymagania dotyczące pakowania wymagają starannej implementacji. Dla zespołów zamkniętych w ekosystemie Samsunga jest to często optymalny wybór - ale alternatywne rozwiązania mogą lepiej pasować do projektów wymagających wsparcia open-source lub krótszego czasu realizacji.