新一代PCI背板電源管理需求
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熱插拔電源控制
PCI和PCI-X可廣泛用于各種平臺(tái)、筆記型電腦、桌上型電腦、伺服器和工業(yè)系統(tǒng)。筆記型電腦和桌上型電腦大都以PCI做為內(nèi)部資料匯流排；外部裝置連線則采用USB、Firewire、PCMCIA、Cardbus或是Express Card。這些裝置都有自己的電源管理和裝置熱抽換（Hot Swap）協(xié)定。
PCI和PCI-X也能在系統(tǒng)不關(guān)機(jī)時(shí)移除連接裝置；這種熱插拔（hot plug）功能是伺服器等高可用性（high-availability）系統(tǒng)，在不中斷作業(yè)條件下進(jìn)行維修服務(wù)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)人員必須利用系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程式和硬件才能提供完整的PCI熱插拔功能。
PCI熱插拔擴(kuò)充槽的插座與傳統(tǒng)PCI擴(kuò)充槽完全相同；它上面也有電路板內(nèi)鎖開(kāi)關(guān)、電路板服務(wù)要求按鈕、以及標(biāo)準(zhǔn)的電路板狀態(tài)指示燈。電路板的管理與控制是由標(biāo)準(zhǔn)熱插拔控制器（Standard Hot Plug Controller，SHPC）負(fù)責(zé)；它會(huì)監(jiān)測(cè)擴(kuò)充槽開(kāi)關(guān)、命令擴(kuò)充槽啟動(dòng)或關(guān)閉電源、啟動(dòng)或關(guān)閉匯流排開(kāi)關(guān)、將資料繞過(guò)已關(guān)閉電源的擴(kuò)充槽、以及管理擴(kuò)充槽指示燈的燈號(hào)狀態(tài)。另一顆稱為熱插拔電源控制器（Hot Plug Power Controller，HPPC）的功率模擬元件則會(huì)負(fù)責(zé)切換擴(kuò)充槽電源。
HPPC可提供不同的電源和模擬功能；例如擴(kuò)充槽開(kāi)關(guān)的電壓跳動(dòng)消除（debouncing）和緩沖、電路板種類判斷、選擇適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充槽VIO電壓、切換擴(kuò)充槽的+12V、+5V、+3.3V、Vaux和-12V電源、驅(qū)動(dòng)擴(kuò)充槽匯流排開(kāi)關(guān)、以及驅(qū)動(dòng)擴(kuò)充槽指示燈。HPPC還可為每個(gè)匯流排電源提供限流功能，以防止故障電路板造成背板電源過(guò)載或電壓下降。
TPS2363熱插拔電源控制器可為PCI Express提供熱插拔功能。這顆元件可以切換兩個(gè)擴(kuò)充槽的Vaux、+3.3V和+12V主電源、監(jiān)測(cè)兩個(gè)擴(kuò)充槽的內(nèi)鎖和服務(wù)要求開(kāi)關(guān)；它還能在任何電源發(fā)生過(guò)載時(shí)，立即切斷擴(kuò)充槽連線以保護(hù)電源不受損害。
面對(duì)實(shí)際問(wèn)題
現(xiàn)代邏輯元件已能承受來(lái)自電源的大電流突波，開(kāi)關(guān)速度更達(dá)到500ps以內(nèi)。實(shí)際限流電路必須在必要時(shí)提供瞬間大電流，擴(kuò)充槽電流達(dá)到危險(xiǎn)水準(zhǔn)一段時(shí)間后，也要能迅速切斷擴(kuò)充槽電源；否則激增的擴(kuò)充槽電流可能導(dǎo)致背板電壓下降，進(jìn)而影響背板其它裝置的正常作業(yè)。
電流感測(cè)零件和導(dǎo)線的布局也很重要。圖2是電流感測(cè)電阻與HPPM之間的較佳連接方式。
圖2：以Kelvin連線方式將電流感測(cè)電阻連接至電流感測(cè)電路，以避免大電流通過(guò)電路板線路時(shí)產(chǎn)生過(guò)多電壓降。圖中顯示兩種取代Kelvin連線的較佳方式。電路板的電流感測(cè)線路必須是間距極小的等長(zhǎng)平行路徑，以避免鄰近大電流線路而產(chǎn)生磁耦合。為防止出現(xiàn)假的電流故障，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇串聯(lián)電感很小的電流感測(cè)電阻；這表示應(yīng)避免使用含有鈷、鎳或鐵的電阻。元件的3VS和3VIS接腳之間應(yīng)連接一顆陶瓷電容，它能在假的電流故障出現(xiàn)時(shí)協(xié)助消除噪音。
針對(duì)高密度的電路板零件布局，工程師應(yīng)選擇能直接放在PCI插座之間的高密度單列式功率封裝（inline power package）。舉例來(lái)說(shuō)，TPS2343就采用80只接腳的TVSOP封裝，其接腳末端寬度不到8.5釐米。
未來(lái)展望
串列匯流排已開(kāi)始出現(xiàn)在現(xiàn)代電子系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)并列匯流排分庭抗禮；這兩種匯流排在短期內(nèi)仍須攜手共存。串列匯流排沒(méi)有資料路徑歪斜的問(wèn)題，故能采用更彈性的繞線和連接座設(shè)計(jì)。接腳數(shù)目的減少使串列匯流排體積更為精巧；然而電源路徑安排以及電源安全保護(hù)對(duì)于串列匯流排仍然極為重要。
半導(dǎo)體技術(shù)雖可將更多功能整合至更低成本元件，連接座和其它機(jī)械零件卻日益昂貴?，F(xiàn)在正是串列匯流排取代并列匯流排的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。雖然PCI Express成本已降至PCI-X的水準(zhǔn)，未來(lái)還會(huì)更低；但是PCI、PCI-X 1.0和PCI-X 2.0仍擁有低成本、回溯相容性、和易于實(shí)作等優(yōu)勢(shì)，這也意味著它們?nèi)詫⒃谑袌?chǎng)上風(fēng)光一段時(shí)間。
評(píng)論