數(shù)字電源管理――PMBus

很多數(shù)字電源產(chǎn)品采用了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)PMBus來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以管理并控制多路電源軌結(jié)構(gòu)。但是，很多人并不清楚怎樣應(yīng)用PMBus來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。

我打算發(fā)表一些有關(guān)以實(shí)際結(jié)構(gòu)和集成數(shù)字電源管理產(chǎn)品為題的相關(guān)文章。我會(huì)涉及到以下題目：PMBus，使用模型，電源排序，故障處理，工具，嵌入式軟件，結(jié)構(gòu)，器件類(lèi)型，系統(tǒng)調(diào)試。

有很多博客和文章都在簡(jiǎn)要中吹棒數(shù)字電源的優(yōu)點(diǎn)。看過(guò)我文章的讀者都知道，我非常務(wù)實(shí)。在這里更是如此。如果我提到軟件，那就是代碼。如果我提到硬件，那就是原理圖。我的文章如果沒(méi)有達(dá)到您的預(yù)期，請(qǐng)您提出來(lái)。

對(duì)于有些基礎(chǔ)的人，我從簡(jiǎn)要介紹PMBus開(kāi)始，然后是提及工程師們使用的主要應(yīng)用模型。隨后，會(huì)越來(lái)越深入，直到所介紹的實(shí)例足以幫助你們開(kāi)始自己的設(shè)計(jì)。

PMBus

大部分人認(rèn)為PMBus是具有一些額外功能的I2C總線，通常并不完全清楚這些額外的功能是什么。實(shí)際上，很多設(shè)計(jì)人員把PMBus當(dāng)做I2C，沒(méi)有充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。PMBus是SMBus的擴(kuò)展，而后者是I2C的擴(kuò)展。因此，讓我們從I2C開(kāi)始。

I2C (Inter-IC)

I2C不過(guò)是具有一對(duì)信號(hào)的串行總線：CLOCK、DATA。它是雙向的，而且是多主機(jī)。I2C最早出現(xiàn)在1982年，先后有4個(gè)調(diào)整版本。1992年，正式發(fā)布了1.0版。1998年發(fā)布2.0版，這一版本非常明確的宣布：I2C總線已成為事實(shí)上的世界標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已經(jīng)在1000多種不同的IC上實(shí)現(xiàn)，并授權(quán)給50多家公司。但是，目前很多應(yīng)用需要速度更高的總線，電壓更低的供電電源。而I2C總線規(guī)范的更新版滿(mǎn)足了這些要求。

后來(lái)在2007年，3.0版定義了1Mbit/s時(shí)鐘速率。2012年，時(shí)鐘被提高到5Mbit/s。

注釋?zhuān)喝绻皇煜じ弑忍芈实膬?nèi)容，那么，您要小心這一假設(shè)。更高的比特率并不意味著低延時(shí)。為能夠在慢速器件總線上實(shí)現(xiàn)更高的比特率，在進(jìn)入高速傳送模式之前，必須要在400Kbit/s的較低比特率進(jìn)行授權(quán)。

SMBus(系統(tǒng)管理總線)

SMBus 1.1版于1998年制定完成并發(fā)布。1.1節(jié)說(shuō)明了它與I2C的關(guān)系：系統(tǒng)管理總線(SMBus)是一種兩線式接口，與簡(jiǎn)單的系統(tǒng)和電源管理相關(guān)的芯片可通過(guò)該接口與系統(tǒng)的其余部分進(jìn)行通信。SMBus是基于I2C的工作原理。

SMBus為系統(tǒng)及電源管理關(guān)聯(lián)的任務(wù)提供了一種控制總線。采用SMBus的系統(tǒng)在其自身與器件之間傳遞消息，而不是觸發(fā)專(zhuān)用控制線。取消專(zhuān)用控制線可減少引腳數(shù)目。接收消息確保了未來(lái)的可擴(kuò)展性。

1.3節(jié)闡明了最重要的一點(diǎn)：SMBCLK和SMBDATA引腳類(lèi)似于I2C總線上的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)引腳。SMBus的電特性不同于I2C的電特性。

雖然相似，但并不相同。大致說(shuō)來(lái)，不要過(guò)于想當(dāng)然。應(yīng)仔細(xì)閱讀SMBus規(guī)范。例如，電平就是不同的。

PMBus增添了一些旨在使其更加堅(jiān)固的特性，比如：

• 數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤檢查(PEC)

• 警告(Alert)

• 超時(shí)(Timeout)

PEC用于保證數(shù)據(jù)完整性，Alert負(fù)責(zé)在設(shè)備要求維修時(shí)中斷主機(jī)控制器，而Timeout則可避免總線掛接。它們?cè)诙嘣O(shè)備系統(tǒng)中均非常重要。

SMBus 2.0版于2000年發(fā)布，并增加了更多的特性：

• 主機(jī)通知協(xié)議

• 地址解析協(xié)議

PMBus(電源系統(tǒng)管理協(xié)議)

PMBus 1.0版于2005年發(fā)布，1.2版則于2008年發(fā)布，因此這是一個(gè)相當(dāng)新的協(xié)議。PMBus與SMBus具有相似性，事實(shí)上PMBus采用了部分SMBus規(guī)范作為其基礎(chǔ)。PMBus的傳輸層即為具有擴(kuò)展和例外的SMBus 1.1。

擴(kuò)展：

• 塊寫(xiě)入–塊讀出進(jìn)程調(diào)用

• 主機(jī)通知協(xié)議

• 群組命令協(xié)議

• 擴(kuò)展命令

• 總線速度：400kHz(采用定時(shí)修改)

• 電氣驅(qū)動(dòng)電平

例外：

• 塊寫(xiě)入/讀出(高達(dá)255數(shù)據(jù)字節(jié))

現(xiàn)在，我們給它添加一種用于設(shè)定電壓、電流、定時(shí)和故障管理的命令語(yǔ)言。最后，在該命令語(yǔ)言之外還有應(yīng)用協(xié)議。而讓我們感到疑惑不解的是：工程師們?yōu)槭裁匆m纏于怎樣使用PMBus!