數(shù)字電源管理――PMBus

很多數(shù)字電源產(chǎn)品采用了業(yè)界標準PMBus來實現(xiàn)系統(tǒng)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來解決實際問題。

我打算發(fā)表一些有關以實際結構和集成數(shù)字電源管理產(chǎn)品為題的相關文章。我會涉及到以下題目：PMBus，使用模型，電源排序，故障處理，工具，嵌入式軟件，結構，器件類型，系統(tǒng)調試。

有很多博客和文章都在簡要中吹棒數(shù)字電源的優(yōu)點。看過我文章的讀者都知道，我非常務實。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。我的文章如果沒有達到您的預期，請您提出來。

對于有些基礎的人，我從簡要介紹PMBus開始，然后是提及工程師們使用的主要應用模型。隨后，會越來越深入，直到所介紹的實例足以幫助你們開始自己的設計。

PMBus

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

I2C (Inter-IC)

I2C不過是具有一對信號的串行總線：CLOCK、DATA。它是雙向的，而且是多主機。I2C最早出現(xiàn)在1982年，先后有4個調整版本。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總線已成為事實上的世界標準，現(xiàn)在已經(jīng)在1000多種不同的IC上實現(xiàn)，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，電壓更低的供電電源。而I2C總線規(guī)范的更新版滿足了這些要求。

后來在2007年，3.0版定義了1Mbit/s時鐘速率。2012年，時鐘被提高到5Mbit/s。

注釋：如果您不熟悉更高比特率的內容，那么，您要小心這一假設。更高的比特率并不意味著低延時。為能夠在慢速器件總線上實現(xiàn)更高的比特率，在進入高速傳送模式之前，必須要在400Kbit/s的較低比特率進行授權。

SMBus(系統(tǒng)管理總線)

SMBus 1.1版于1998年制定完成并發(fā)布。1.1節(jié)說明了它與I2C的關系：系統(tǒng)管理總線(SMBus)是一種兩線式接口，與簡單的系統(tǒng)和電源管理相關的芯片可通過該接口與系統(tǒng)的其余部分進行通信。SMBus是基于I2C的工作原理。

SMBus為系統(tǒng)及電源管理關聯(lián)的任務提供了一種控制總線。采用SMBus的系統(tǒng)在其自身與器件之間傳遞消息，而不是觸發(fā)專用控制線。取消專用控制線可減少引腳數(shù)目。接收消息確保了未來的可擴展性。

1.3節(jié)闡明了最重要的一點：SMBCLK和SMBDATA引腳類似于I2C總線上的時鐘和數(shù)據(jù)引腳。SMBus的電特性不同于I2C的電特性。

雖然相似，但并不相同。大致說來，不要過于想當然。應仔細閱讀SMBus規(guī)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(shù)據(jù)包錯誤檢查(PEC)

• 警告(Alert)

• 超時(Timeout)

PEC用于保證數(shù)據(jù)完整性，Alert負責在設備要求維修時中斷主機控制器，而Timeout則可避免總線掛接。它們在多設備系統(tǒng)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(tǒng)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，因此這是一個相當新的協(xié)議。PMBus與SMBus具有相似性，事實上PMBus采用了部分SMBus規(guī)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：

• 塊寫入–塊讀出進程調用

• 主機通知協(xié)議

• 群組命令協(xié)議

• 擴展命令

• 總線速度：400kHz(采用定時修改)

• 電氣驅動電平

例外：

• 塊寫入/讀出(高達255數(shù)據(jù)字節(jié))

現(xiàn)在，我們給它添加一種用于設定電壓、電流、定時和故障管理的命令語言。最后，在該命令語言之外還有應用協(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!