數字電源管理――PMBus

很多數字電源產(chǎn)品采用了業(yè)界標準PMBus來(lái)實(shí)現系統結構，以管理并控制多路電源軌結構。但是，很多人并不清楚怎樣應用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)際結構和集成數字電源管理產(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，結構，器件類(lèi)型，系統調試。

有很多博客和文章都在簡(jiǎn)要中吹棒數字電源的優(yōu)點(diǎn)?？催^(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)有達到您的預期，請您提出來(lái)。

對于有些基礎的人，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)始自己的設計。

PMBus

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

I2C (Inter-IC)

I2C不過(guò)是具有一對信號的串行總線(xiàn)：CLOCK、DATA。它是雙向的，而且是多主機。I2C最早出現在1982年，先后有4個(gè)調整版本。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(xiàn)已成為事實(shí)上的世界標準，現在已經(jīng)在1000多種不同的IC上實(shí)現，并授權給50多家公司。但是，目前很多應用需要速度更高的總線(xiàn)，電壓更低的供電電源。而I2C總線(xiàn)規范的更新版滿(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弑忍芈实膬热?，那么，您要小心這一假設。更高的比特率并不意味著(zhù)低延時(shí)。為能夠在慢速器件總線(xiàn)上實(shí)現更高的比特率，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。

SMBus(系統管理總線(xiàn))

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

SMBus為系統及電源管理關(guān)聯(lián)的任務(wù)提供了一種控制總線(xiàn)。采用SMBus的系統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(xiàn)。取消專(zhuān)用控制線(xiàn)可減少引腳數目。接收消息確保了未來(lái)的可擴展性。

1.3節闡明了最重要的一點(diǎn)：SMBCLK和SMBDATA引腳類(lèi)似于I2C總線(xiàn)上的時(shí)鐘和數據引腳。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)于想當然。應仔細閱讀SMBus規范。例如，電平就是不同的。

PMBus增添了一些旨在使其更加堅固的特性，比如：

• 數據包錯誤檢查(PEC)

• 警告(Alert)

• 超時(shí)(Timeout)

PEC用于保證數據完整性，Alert負責在設備要求維修時(shí)中斷主機控制器，而Timeout則可避免總線(xiàn)掛接。它們在多設備系統中均非常重要。

SMBus 2.0版于2000年發(fā)布，并增加了更多的特性：

• 主機通知協(xié)議

• 地址解析協(xié)議

PMBus(電源系統管理協(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規范作為其基礎。PMBus的傳輸層即為具有擴展和例外的SMBus 1.1。

擴展：

• 塊寫(xiě)入–塊讀出進(jìn)程調用

• 主機通知協(xié)議

• 群組命令協(xié)議

• 擴展命令

• 總線(xiàn)速度：400kHz(采用定時(shí)修改)

• 電氣驅動(dòng)電平

例外：

• 塊寫(xiě)入/讀出(高達255數據字節)

現在，我們給它添加一種用于設定電壓、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!