關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統中的故障安全電源監控

　　電源監控在路由器、開(kāi)關(guān)、存儲系統和服務(wù)器等關(guān)鍵任務(wù)通信系統中發(fā)揮著(zhù)重要作用。隨著(zhù)因特網(wǎng)的不斷發(fā)展，過(guò)去5年來(lái)全球IP流量增長(cháng)了8倍1。雖然通信系統的處理能力和速度取得了顯著(zhù)進(jìn)步，能夠與流量增長(cháng)保持同步，但電源監控技術(shù)相對而言進(jìn)步并不多。放眼未來(lái)，全球IP流量在移動(dòng)設備和IP視頻的推動(dòng)下，繼續高速增長(cháng)，最快2016年就會(huì )突破ZB級門(mén)檻1。通信系統設計人員正努力滿(mǎn)足有關(guān)要求，同時(shí)也面臨著(zhù)降低功耗、減少資源占用(工程師、時(shí)間、成本、空間等)同時(shí)又要提高系統可靠性的壓力。

　　通信系統的這些發(fā)展趨勢向工程師提出了嚴峻的電源監控設計挑戰。本文將詳細介紹有關(guān)設計挑戰，探討傳統的解決方案，分析這些傳統解決方案為何無(wú)法滿(mǎn)足新一代要求。隨后我們還將分析關(guān)鍵任務(wù)系統設計人員如何更高效地應對主要業(yè)界發(fā)展趨勢，其中包括提高處理能力(摩爾定律)、能效(綠色環(huán)保)、可靠性(始終工作)和設計效率(用更少資源的完成更多工作)等。

　　電源監控

　　關(guān)鍵任務(wù)通信系統需要多個(gè)電源軌來(lái)支持各種不同組件，如ASIC、PHY器件、FPGA、CPU、存儲器模塊和外設I/O器件等。電源監控技術(shù)監控著(zhù)所有這些電源軌，并提供電壓排序(電源軌的緩升/緩降)、故障檢測(過(guò)壓和欠壓閾值)、基于A(yíng)DC的電源監控(持續監控電源軌電壓和電流)和微調(實(shí)時(shí)調節電源軌輸出電壓)等關(guān)鍵系統功能。這些關(guān)鍵任務(wù)通信系統必須無(wú)中斷、無(wú)故障地工作，這就意味著(zhù)電源軌必須按照正確順序在恰當的時(shí)間拉起，不規則活動(dòng)必須精確監控，而且要快速準確無(wú)誤地發(fā)現故障并恢復?！　?/p>

 

　　電源監控和設計挑戰

　　通信系統產(chǎn)業(yè)的四大趨勢對系統的電源監控設計提出了重大挑戰：

　　第一大趨勢：處理能力：摩爾定律

　　為了滿(mǎn)足通信系統處理能力和速度不斷提升的要求，ASIC、PHY器件、FPGA、CPU、存儲器模塊和外設I/O器件等組件制造商不得不大幅提高自身技術(shù)。正如Intel聯(lián)合創(chuàng )始人摩爾提出的“摩爾定律”所預見(jiàn)的那樣，集成電路中的晶體管數量每?jì)赡甏蠹s翻一番。這些技術(shù)進(jìn)步對設計故障安全電源監控關(guān)鍵任務(wù)系統提出了巨大挑戰。系統中的電路板電源軌數量迅速增加，這些電源軌都需要電源監控(某些設計中每塊電路板有超過(guò)20個(gè)電源軌)。此外，更新型技術(shù)采用電壓較低(不到1V)的電源軌，這就需要電源監控控制器提供更高精度的監控和微調功能。

　　第二大趨勢：能效：綠色環(huán)保

　　通信系統領(lǐng)域還有一個(gè)重大趨勢和挑戰就是能效問(wèn)題。實(shí)現高能效網(wǎng)絡(luò )途徑是從高效運行的設備開(kāi)始的2。通信系統設計人員必須開(kāi)發(fā)待機和斷電模式，以減少用電，提高電源效率，降低大多數系統中ASIC的功耗。增加通信系統電源管理的智能功能，就需要更智能的電源監控控制器，從而可以通過(guò)認真協(xié)調管理DC-DC電源轉換器的電源管理算法來(lái)最大限度地降低功耗。