面向系統(tǒng)的板級(jí)電源管理方法：CompactPCI電路板的電源管理案例研究

　　相反，當(dāng)熱插拔控制器檢測到電路板正在從系統(tǒng)中拔出，在電源連接器斷開之前，必須確保電路板邊緣的電源已脫開。不這樣做話就會(huì)在背板的電源上產(chǎn)生電弧和瞬變，可能會(huì)干擾其他正在運(yùn)作的電路板。

　　在實(shí)際的熱插拔控制系統(tǒng)中，即便是一個(gè)簡單的系統(tǒng)，還有其他一些重要細(xì)節(jié)可能需要控制器進(jìn)行處理，例如如果未能妥善處理過流檢測的情況，可能影響系統(tǒng)中的其他電路板。如果對于cPCI系統(tǒng)使用專用功能的cPCI熱插拔控制器，通常提供（但不總是）上面所述的基本時(shí)序和診斷功能。如果電路板能夠在一個(gè)約束的專門功能的熱插拔控制器內(nèi)工作，這也許是最簡單的解決辦法?！?p>　　CompactPCI的電路板電源管理不僅僅是熱插拔控制

　　隨著板級(jí)集成度的不斷提升，對電源管理的作用和復(fù)雜性的要求也越來越高。多個(gè)器件可能需要遵循特殊的上電和斷電時(shí)序。甚至使用多個(gè)電壓支持核和I/O電路的單芯片可能需要專門的時(shí)序。通過使用DC-DC轉(zhuǎn)換器及負(fù)載點(diǎn)(POL)穩(wěn)壓器，往往是在本地電路板上提供多個(gè)電源，并可能需要單獨(dú)的監(jiān)測和控制功能?！?p>　　設(shè)計(jì)用于不間斷計(jì)算和通信應(yīng)用中的系統(tǒng)帶來了額外的電源管理問題。例如，電路板上一個(gè)子系統(tǒng)中的一個(gè)元件失效時(shí)，它可能只需要能夠關(guān)閉有故障的子系統(tǒng)，而允許電路板上的其它子系統(tǒng)繼續(xù)工作。

　　實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的一種方式是開始用一個(gè)或多個(gè)'標(biāo)準(zhǔn)'的電源管理集成電路，支持所需的單個(gè)功能，然后再設(shè)計(jì)一個(gè)協(xié)調(diào)它們運(yùn)作的系統(tǒng)。根據(jù)協(xié)調(diào)的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)可能是簡單的粘合邏輯，或復(fù)雜的微控制器和支持固件（圖2）。

　　圖2電源管理系統(tǒng)可以通過組合標(biāo)準(zhǔn)的電源管理集成電路與頂層控制功能來實(shí)現(xiàn)。雖然簡單設(shè)計(jì)是可行的，當(dāng)人們試圖提供獨(dú)立控制器的各種功能和接口需求時(shí)，這種方法很快變得無法控制。

　　雖然這種ad-hoc方式可能會(huì)形成一個(gè)有用的設(shè)計(jì)，但是可能由于未使用的功能和復(fù)制的功能，以及大的封裝而造成不必要的費(fèi)用。此外，即使最終能夠與微控制器相協(xié)調(diào)，這種解決方案的硬連線的性質(zhì)會(huì)使人難以逐步修改設(shè)計(jì)來解決問題，或支持產(chǎn)品的遷移。

　　面向系統(tǒng)的方法

　　取代從一個(gè)或多個(gè)預(yù)先定義的控制器集成電路實(shí)現(xiàn)電源管理系統(tǒng)的方法，更有效的方法是首先考慮需要那些基本功能，以支持電源管理系統(tǒng)。這些功能可以分為支持硬件測量和控制的資源，支持時(shí)序和組合處理創(chuàng)建的邏輯運(yùn)算。表1列出了需要實(shí)現(xiàn)電源管理的最常見的部分功能。

　　表1 通用電源管理功能

　　分解電源管理系統(tǒng)的要求至上述功能可以更容易、簡潔地定義設(shè)計(jì)。第一步是確定所需關(guān)鍵功能的類型和功能，如電壓和電流監(jiān)測點(diǎn)和數(shù)字I/O。下一步是確定對每個(gè)資源的具體要求。對于圖1假設(shè)的cPCI電源系統(tǒng)，需要以下的資源（表
　　

　下面的設(shè)計(jì)實(shí)例將使用萊迪思半導(dǎo)體公司的ispPAC Power Manager II系列，ispPAC-POWER1220AT8?；诠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基于宏單元的CPLD架構(gòu)，這個(gè)器件針對電源管理應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，集成了專門的I/O，如可編程電壓監(jiān)視輸入和high-side　MOSFET驅(qū)動(dòng)器輸出功能。圖3展示了ispPAC-POWER1220AT8 (U1)的示意圖，它和相關(guān)器件配置為用作cPCI的熱插拔控制器，以及次級(jí)電源監(jiān)控和時(shí)序控制器?！?/span>