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，需求驅動的辦法來解決設計問題。取代試圖圍繞一個或多個固定功能的集成電路來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定義系統，根據這些功能來推動設計。用這樣的方法進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，這些優點是減少了所需元器件的數量、降低了系統的成本，在適應無法預料的需求方面具有更大的靈活性。

　　本文介紹了這個面向系統的方法的實例，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，熱插拔控制器必須完善地執行以下的操作：

　　1）測試cPCI總線電源處于穩定狀態，且用/BRD_SEL信號使電路板就位。這些條件得到滿足時，控制器可以連接電路板的電源系統到總線電源。對于電路板吸取大電流的電源線路，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破壞其他電路板的運作。

　　2）監控cPCI總線的控制信號，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即使是一個簡單的cPCI電源管理系統也有各種需求，專門功能的控制芯片可能不滿足這些要求。例如，1.8V和1.2V的POL轉換器的時序要求將需要額外的控制電路。