模塊化的ATCA FRU電源管理架構

ATCA FRU模塊化電源管理

模塊化ATCA FRU電源管理具有許多優(yōu)點(diǎn)，主要包括能夠縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，快速適應工作環(huán)境的變化，降低成本，并增加軟件和硬件以及整個(gè)系統功能的可靠性。

圖3的解決方案是對圖2所示的電源管理控制的修改。在此方案中，IPMC只執行平臺管理功能，指導Power1220實(shí)現所有的PPM功能。

圖3 模塊化ATCA FRU電源管理：IPMC + Power1220。

這個(gè)方塊圖分成3個(gè)部分：IPMC(用微控制器實(shí)現)；可編程電源管理控制器(采用Power1220)；FRU載荷電路，DC/DC轉換器和MOSFET。

Power1220使用片內48個(gè)宏單元CPLD實(shí)現子模塊功能，如圖中的FRU載荷電源管理 Power1220所示。送入子模塊載荷電源直接控制MOSFET的開(kāi)啟或關(guān)閉。ATCA電路板的典型功耗是100W或更多一些。為了滿(mǎn)足電源要求，12V的總線(xiàn)應該能夠提供8A的電流。為了確保大電流通過(guò)，PPM必須使MOSFET工作在安全區，這個(gè)功能由多個(gè)熱插拔控制器集成電路來(lái)實(shí)現。

片內PLD實(shí)現電源定序和跟蹤功能，控制所有DC/DC轉換器的開(kāi)啟、關(guān)閉定序。在調試階段經(jīng)常會(huì )改變定序算法，這可以通過(guò)改變狀態(tài)機的代碼來(lái)實(shí)現。

用片上的10位ADC并通過(guò)I²C 總線(xiàn)，IPMC能測量所有的電壓和電流。Power1220提供多個(gè)數字反饋控制環(huán)和DAC支持多達8個(gè)DC/DC轉換器的調整和裕度。

用24個(gè)片上可編程閾值(典型值 0.2%)比較器監控多達12個(gè)電源過(guò)電壓和欠電壓故障。這個(gè)功能整合了許多監控集成電路的功能。因為每個(gè)比較器的閾值是可編程的，可用來(lái)監控各種電壓而無(wú)需外部的分壓器。復位產(chǎn)生器用相同的可編程閾值比較器產(chǎn)生CPU復位信號和片上定時(shí)器提供復位脈沖持續時(shí)間功能。

PPM的中斷命令塊將IPMC的命令轉成針對前面描述的每個(gè)塊的多個(gè)控制信號。例如，執行開(kāi)啟電源指令要求下面一些功能：開(kāi)啟電源(+12V)送至MOSFET；一旦電壓到達閾值，開(kāi)啟DC/DC轉換器，針對該FRU遵循所要求的電源定序規則；倘若上電時(shí)電源有故障，立即關(guān)閉所有的電源并告知IPMC有故障；所有電源開(kāi)啟后，產(chǎn)生冷復位；上電后，有時(shí)這個(gè)信號要求脈沖持續100毫秒；發(fā)送“成功”狀態(tài)響應至IPMC。

Power1220有24個(gè)可編程閾值比較器的12個(gè)模擬輸入、6個(gè)數字輸入、20個(gè)輸出(包括4個(gè)電荷泵MOSFET驅動(dòng)器)、擁有8個(gè)數字閉環(huán)控制塊的8 DAC，以及片上可編程定時(shí)器以實(shí)現所有如圖3所示的PPM功能。