随着半导体行业遵循摩尔定律不断发展，处理器对电源的需求也正以惊人的速率在增长。在电源管理至关重要的电池供电应用中，处理器会根据时钟速率的增加或减少，调节其相应的内核工作电压，从而在需要高速处理的时候全功率供电，在处理器空闲的时候避免浪费剩余功率。但是，为处理器寻找有控制输出电压功能的开关稳压器集成电路(ic)是很困难的，而且价格通常比普通的开关稳压器高很多。图1所示的电路是为嵌入式处理器供电的经济有效的解决方案，该方案采用了简单的降压式开关稳压器，处理器bf531通过低成本数字电位器ad5258，设置降压式开关稳压器adp3051的输出电压。

图1 嵌入式处理器bf531的供电电路

在该电路中，启动vddint引脚电压=(5kω+10kω)×0.8v/10kω= 1.2v，ad5258从5kω开始；最小的vddint引脚电压=0.8v；最大的vddint引脚电压=(5kω+10kω)× 0.8v/10kω+10%过冲裕量=1.2v +10%过冲裕量＝1.32v。

adp3051是一种能提供500ma电流、输出电压低至0.8v的电流模式、脉宽调制(pwm)降压式开关稳压器。其输出电压用一个电阻分压器设置，该分压器的高端接到输出端，低端接到地，中心点接到反馈引脚。当调节输出电压时，adp3051将反馈引脚保持在恒定的0.8v参考电压，因此将输出电压设置成分压比的倒数与参考电压的乘积。在本设计中，分压器的低端电阻是10kω，高端由数字电位器ad5258设置。ad5258有64个分点，用i2c接口改变其滑动端设置。adsp-bf531 blackfin嵌入式处理器根据其功耗的需求，通过i2c接口调节ad5258的滑动端设置。这样通过改变ad5258的滑动端设置来改变adp3051输出电压，允许blackfin处理器按照要求调节其内核电压。

满足嵌入式处理器的多种要求是本设计中最困难的部分。adsp-bf531要求在具有50mv分辨率的0.8～1.2v电压范围内，使内核电压的精度达到25mv之内。还有，该嵌入式处理器必须在1.2v启动以初始化其时钟。而且，还要有硬件保护防止输出电压超过1.2v，防止软件错误发生。此外，制造商和市场都要求将成本和印制电路板(pcb)面积比现有解决方案减小一半。

数字电位器虽然能精确地设置其内置电阻器比率，但是通常其绝对电阻值的误差很大。这里ad5258不用于设置电阻器的比率，而是将其内置电阻器与外部电阻器相连一起来设置输出电压。这通常这会导致系统精度降低，但使用ad5258的非易失性存储器存储其绝对电阻值，可以解决这个问题。adsp-bf531通过i2c端口读取这个有允许误差的电阻值，并用简单的算法调节adp3051输出电压以提高精度。图2是通过示波器观察到的adp3051的输出电压波形。该图显示了输入电压v_in为3v，输出电压v_out从0.8v增加到1.2v，输出电流i_out为500ma，过冲电压大约为60mv。数字电位器为 5kω，而且低端的反馈电阻器是10kω。

图2 adp3051的输出电压波形

ad5258非易失性存储器的另一优点是能够以任意电阻比值启动ad5258。ad5258的校正设置已存入非易失性存储器中，能够在1.2v启动adp3051的输出电压，以便初始化时钟。使用ad5258和外部电阻器提供硬件保护，防止输出电压超过1.2v。如果ad5258设置为0电阻值，那么输出电压应为0.8v×(0ω+10kω)/10kω= 0.8v；如果将它设置为最大阻值5kω，那么输出电压应为0.8v×(5kω+ 10kω)/10kω=1.2v。如果该嵌入式处理器通过i2c端口控制ad5258，使内核电压从0.8v增加到1.2v，那么输出电压会在40μs内保持单调性增加。
adp3051具有低电阻和同步整流的开关稳压器的特点，所以能在整个输出电压范围内提供高效率，也减少外围元件数量，从而使其成为满足低功耗adsp-bf531处理器电源要求的理想解决方案。另外，因为adp3051是集成的开关稳压器，所以该解决方案大大降低了成本并且减小了pcb面积。