7.3 Sincronización y Comunicación

Para que la etapa digital del Power Management Unit (PMU) se comunique correctamente con el CPU, es necesario que se establezcan varias comunicaciones y señales de encendido y sincronización. Estas señales varían ligeramente dependiendo de la arquitectura del procesador, como Exynos (Samsung), Qualcomm y MediaTek (MTK), pero generalmente comparten los siguientes principios:

1. Señales de Encendido (Power-On Signals)
   Estas señales son esenciales para que el PMU inicie el suministro de energía y comience a operar de acuerdo con el estado de encendido del sistema.

PWR_ON/Power Key (Botón de encendido):

Es la señal que envía la solicitud para encender el dispositivo. Proviene del botón de encendido físico o de una solicitud lógica (por ejemplo, a través del software de gestión).
En Exynos, Qualcomm, y MTK, la señal PWR_ON habilita el PMU para iniciar la secuencia de encendido.
PMU_PWR_GOOD/Power Good Signal:

Esta señal es enviada por el PMU al CPU para indicarle que todos los voltajes de salida están estables y listos. Es fundamental para garantizar que el sistema se encienda correctamente y que las tensiones críticas estén dentro de los márgenes operativos seguros.
Si esta señal no está presente, el CPU no se iniciará correctamente.

2. Sincronización del Reloj (Clock Signals)
   Las señales de reloj son críticas para la sincronización entre el PMU y el CPU. Sin un reloj adecuado, la comunicación digital y la operación del sistema no son posibles.

Cristal Oscilador (XO):

El XO genera la señal de reloj principal para el PMU y el CPU. Esta señal es fundamental para sincronizar las operaciones entre ambos componentes.
En Qualcomm y Exynos, esta señal de reloj se deriva generalmente de un cristal externo (como un cristal de 32 kHz o 19.2 MHz) y alimenta tanto al PMU como al CPU para que puedan operar de manera sincronizada.
En MTK, una señal de reloj similar es compartida entre el PMU y el CPU para garantizar una sincronización adecuada.
Clocks derivados (Clock Output):

El PMU también puede generar señales de reloj internas o derivadas para diferentes subsistemas, como la GPU o los módulos de radiofrecuencia (RF), necesarios para la comunicación con el CPU.

3. Comunicación a través de buses digitales (I2C/SPI/UART)
   Estas interfaces de comunicación digital son clave para que el PMU se coordine con el CPU y otros subsistemas, y se utilizan para gestionar tareas críticas como el suministro de energía y la supervisión de voltajes.

I2C (Inter-Integrated Circuit):

En Exynos, Qualcomm y MTK, el I2C es comúnmente utilizado para la comunicación de baja velocidad entre el PMU y el CPU. El PMU puede enviar datos sobre el estado del sistema, como las tensiones de salida, y recibir comandos de encendido y apagado.
Un fallo en el bus I2C puede provocar que el PMU no reciba las instrucciones correctas del CPU, afectando el encendido o la gestión de energía.
SPI (Serial Peripheral Interface):

En algunos sistemas, SPI es utilizado como un bus de comunicación entre el PMU y el CPU para intercambiar datos a mayor velocidad. El SPI puede manejar configuraciones del voltaje y del reloj.
En Qualcomm, se usa frecuentemente para la gestión de periféricos adicionales del PMU.
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter):

UART se usa en algunas plataformas (particularmente en MTK) para diagnósticos y depuración. Aunque no es un bus de comunicación tan usado para el funcionamiento general, es importante en las fases iniciales de encendido o diagnóstico.

4. Señales de Reset y Wake-Up
   Estas señales son necesarias para que el PMU y el CPU coordinen correctamente el ciclo de encendido y apagado, así como los estados de bajo consumo.

RESET_N (Señal de Reset):

Esta señal de reset se utiliza para reiniciar el CPU en caso de error o durante una secuencia de encendido controlada. El PMU puede usar esta señal para asegurar que el CPU se reinicie correctamente después de una interrupción de energía o un fallo.
Si esta señal no es adecuada, el CPU puede quedarse atascado en un estado de fallo o no iniciarse correctamente.
PWR_ON_L/PWR_EN (Señal de Habilitación de Energía):

Esta señal habilita al PMU para iniciar la secuencia de encendido y entrega de voltaje a los subsistemas clave, incluidos el CPU y los periféricos de radio.
En Qualcomm, la señal PWR_EN es crítica para garantizar que el sistema entre en modo operativo después de la solicitud de encendido.
En Exynos y MTK, señales similares habilitan las salidas del PMU para energizar componentes clave.

5. Importancia y Consecuencias del Fallo de estas Señales
   La correcta sincronización y comunicación entre el PMU y el CPU es esencial para que el equipo funcione correctamente. Si alguna de estas señales o interfaces falla, el sistema puede presentar problemas graves:

Fallo en las señales de encendido (PWR_ON/PWR_GOOD):

El sistema no completará la secuencia de encendido, lo que puede provocar que no haya alimentación a componentes clave, como el CPU.
Fallo en el reloj (XO o clock signals):

El CPU no recibirá una señal de reloj estable, lo que puede hacer que el dispositivo no pueda arrancar. Sin una señal de reloj, las operaciones lógicas del CPU no pueden ejecutarse correctamente.
Fallo en los buses de comunicación (I2C/SPI):

Si el PMU no puede comunicarse con el CPU, no podrá recibir los comandos necesarios para ajustar las tensiones o controlar el encendido/apagado de los diferentes subsistemas. Esto puede llevar a un mal funcionamiento general o a un fallo en la gestión de energía.
Fallo en las señales de reset o wake-up:

Si el CPU no puede recibir o enviar señales de reset correctamente, el sistema puede quedar en un estado bloqueado o incapaz de reiniciarse adecuadamente después de un error.