面向系統的板級電源管理方法：CompactPCI電路板的電源管理案例研究

電源管理的挑戰

　　由于電路板組件集成了越來(lái)越多的子系統，他們的電源分配和管理系統的復雜性不斷上升。由于這些系統變得越來(lái)越復雜，傳統的固定功能的以硬件為中心的電源管理方案很快變得相當笨拙。另一種方法是用自上而下的，需求驅動(dòng)的辦法來(lái)解決設計問(wèn)題。取代試圖圍繞一個(gè)或多個(gè)固定功能的集成電路來(lái)設計電路板的電源管理功能，設計人員用獨立的物理和邏輯功能來(lái)定義系統，根據這些功能來(lái)推動(dòng)設計。用這樣的方法進(jìn)行設計需要更新設計理念，系統的控制邏輯從硬件轉移到固件或軟件。而且，這些優(yōu)點(diǎn)是減少了所需元器件的數量、降低了系統的成本，在適應無(wú)法預料的需求方面具有更大的靈活性。

　　本文介紹了這個(gè)面向系統的方法的實(shí)例，將其應用到CompactPCI（cPCI）板級電源管理，其中包括熱插拔功能。

　　基本的CompactPCI電路板的電源管理

　　圖1展示了一個(gè)支持熱插拔的cPCI板的電源管理系統的頂層設計圖。當這塊電路板插到背板時(shí)，熱插拔控制器必須完善地執行以下的操作：

　　1）測試cPCI總線(xiàn)電源處于穩定狀態(tài)，且用/BRD_SEL信號使電路板就位。這些條件得到滿(mǎn)足時(shí)，控制器可以連接電路板的電源系統到總線(xiàn)電源。對于電路板吸取大電流的電源線(xiàn)路，電源管理可能還需要控制電壓上升率，以防止在系統中可能瞬態(tài)破壞其他電路板的運作。

　　2）監控cPCI總線(xiàn)的控制信號，尤其是/PCI_RST。電源管理器必須使本地復位信號/LOCAL_PCI_RST有效，在所有電路板級電壓穩定之后，保持一定的時(shí)間，以確保電路板上的系統正確初始化。

　　3）監控板上的電源電壓，電流和電路板上子系統的狀態(tài)信號，以確定一切是否正常工作。如果是這樣的情況，那么控制器可以使cPCI總線(xiàn)上的HEALTHY信號有效。在出現故障情況下，該控制器需要以盡量減少潛在損害的方式作出反應。

　　圖1即使是一個(gè)簡(jiǎn)單的cPCI電源管理系統也有各種需求，專(zhuān)門(mén)功能的控制芯片可能不滿(mǎn)足這些要求。例如，1.8V和1.2V的POL轉換器的時(shí)序要求將需要額外的控制電路。