對系統(tǒng)中的多個電源軌進(jìn)行排序和管理：常見問題解答

為當(dāng)今復(fù)雜的現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)、專用集成電路 (ASIC)、數(shù)字信號處理器 (DSP)、中央處理單元 (CPU) 和微控制器 (MCU) 供電的輸入電壓（軌）必須在以受控方式關(guān)閉。例如，TI 的數(shù)字 PMBus 排序器可以控制 10 到 32 個電壓軌，以確保正確的開機(jī)和關(guān)機(jī)順序。使用故障日志和獨(dú)特的黑匣子日志功能進(jìn)行調(diào)試，定序器還監(jiān)視整體系統(tǒng)健康狀況，以幫助計(jì)劃意外系統(tǒng)電源事件和記錄系統(tǒng)事件。以下是有關(guān) TI UCD90xxx 定序器系列的初始化和定序的一些常見問題和解答。

問：如何與 UCD90xxx 設(shè)備通信？是否需要任何硬件？

A: UCD90xxx 設(shè)備使用 PMBus 通信。UCD90xxx 設(shè)備是 PMBus 從設(shè)備，因此我們需要有一個 PMBus 主機(jī)與它們進(jìn)行通信。此 PMBus 主機(jī)可以是符合 PMBus Rev. 1.2 的微控制器單元 (MCU) 或 FPGA 實(shí)現(xiàn)。為便于使用，我們可以利用 TI 的Fusion Digital Power? 設(shè)計(jì)器圖形用戶界面 (GUI)，它確實(shí)需要一個USB 至通用輸入/輸出 (GPIO) 適配器來連接 PC 和設(shè)備。

問：為什么要使用 Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)器 GUI？

答： Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)器 GUI 提供三個主要功能。它：

· 提供圖形界面來配置 UCD90xxx 設(shè)備，這樣我們就不必浪費(fèi)時間學(xué)習(xí)支持的完整 PMBus 命令。

· 生成用于制造的配置文件和腳本。

· 提供實(shí)時遙測數(shù)據(jù)以進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)試。

問：我如何知道 UCD90xxx 定序器系列中的不同器件支持哪些 PMBus 命令？

答：由于這些器件支持廣泛的 PMBus 命令，因此 TI 準(zhǔn)備了用戶指南?！?nbsp;UCD90xxx 定序器和系統(tǒng)健康控制器 PMBus 命令參考”提供了有關(guān)支持的命令的詳細(xì)信息，以及每個功能的設(shè)備行為的描述。

問：每個 UCD90xxx 器件可以支持多少條導(dǎo)軌？

答： UCD90xxx 音序器系列可以支持 10-32 軌。但是，某些 UCD90xxx 器件的模擬監(jiān)視器 (MON) 引腳數(shù)量超過其可支持的電源軌數(shù)量。我們可以將這些額外的 MON 引腳分配為電流或溫度檢測引腳。例如，UCD90320是一款 32 軌 PMBus 排序器，支持 24 個模擬軌和 8 個數(shù)字軌（僅監(jiān)控電源良好信號）。

問：如果我必須使用自己的 PMBus 主機(jī)怎么辦？

答： Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)器 GUI 具有 PMBus 日志記錄功能可以為我們提供幫助。正如我們在圖 1 中看到的，PMBus 日志記錄功能會生成一個文本文件，該文件記錄了 GUI 和設(shè)備之間的所有后臺通信活動。我們可以通過日志了解如何開發(fā)自己的 PMBus 主機(jī)。

圖 1：PMBus 日志記錄功能

問：如何配置和排序電壓軌？

答：我們可以使用Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)器 GUI的 V OUT Config 選項(xiàng)卡配置電源軌排序。當(dāng) Rail 接收到 on/off 配置部分中定義的開啟或關(guān)閉命令時，它會檢查相關(guān)性條件。一旦滿足所有相關(guān)性，電源軌就會等待開啟延遲時間或關(guān)閉延遲時間，然后置位或取消置位 EN 引腳。在電源軌的 EN 引腳置位后，如果電源軌電壓在最大開啟時間內(nèi)沒有上升到電源正常開啟閾值以上，則會發(fā)生“最大開啟時間”故障。在關(guān)斷期間，如果電壓不低于標(biāo)稱輸出電壓的 12.5%，則會出現(xiàn)“time off max”警告。配置完軌序列后，GUI 會在 V OUT 中顯示模擬的序列時序配置選項(xiàng)卡展示了 rails 之間的依賴關(guān)系。圖 2 顯示了通電和斷電壓擺率示例。

圖 2：序列開啟和關(guān)閉時序窗口（軌配置）

問：對多個電壓軌進(jìn)行排序有哪些不同的方法？

答：如圖 3 所示，這些器件可以在多個電源軌之間實(shí)現(xiàn)順序、比例和同時排序，延遲或基于相關(guān)性的模式可通過 PMBus 進(jìn)行編程。

圖 3：多電壓軌的排序方案

問：我可以用密碼保護(hù)我的配置嗎？

答：是的，UCD90xxx 具有安全功能，可防止意外/未經(jīng)授權(quán)的閃存寫入。我們可以使用 Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)器 GUI（如圖 4 所示）或通過發(fā)送相應(yīng)的 PMBus 命令來啟用安全功能。出于安全原因，密碼未存儲在項(xiàng)目文件 (.xml) 中。

圖 4：在 Fusion Digital Power 設(shè)計(jì)器 GUI 中啟用安全功能

問：我可以級聯(lián)多個器件以獲得更高的電源軌排序嗎？

答：使用 TI 最新的UCD90320、UCD90240、UCD90160A和UCD9090A 定序器可以更輕松地級聯(lián)多個器件。使用這些器件，我們可以使用故障引腳輕松級聯(lián)多個器件。最多有四個專用系統(tǒng)故障引腳，可以協(xié)調(diào)同步故障響應(yīng)并在任何軌道故障時關(guān)閉。同步時鐘可對不同 IC 上的事件進(jìn)行精確計(jì)時。見圖 5。

圖 5：級聯(lián)多個 UCD90xxx 設(shè)備

TI 的 UCD90xxx 定序器具有多種用于定序、監(jiān)控、裕度和配置的功能。