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

　　相反，當熱插拔控制器檢測到電路板正在從系統中拔出，在電源連接器斷開之前，必須確保電路板邊緣的電源已脫開。不這樣做話就會在背板的電源上產生電弧和瞬變，可能會干擾其他正在運作的電路板。

　　在實際的熱插拔控制系統中，即便是一個簡單的系統，還有其他一些重要細節可能需要控制器進行處理，例如如果未能妥善處理過流檢測的情況，可能影響系統中的其他電路板。如果對于cPCI系統使用專用功能的cPCI熱插拔控制器，通常提供（但不總是）上面所述的基本時序和診斷功能。如果電路板能夠在一個約束的專門功能的熱插拔控制器內工作，這也許是最簡單的解決辦法。　

　　CompactPCI的電路板電源管理不僅僅是熱插拔控制

　　隨著板級集成度的不斷提升，對電源管理的作用和復雜性的要求也越來越高。多個器件可能需要遵循特殊的上電和斷電時序。甚至使用多個電壓支持核和I/O電路的單芯片可能需要專門的時序。通過使用DC-DC轉換器及負載點(POL)穩壓器，往往是在本地電路板上提供多個電源，并可能需要單獨的監測和控制功能。　

　　設計用于不間斷計算和通信應用中的系統帶來了額外的電源管理問題。例如，電路板上一個子系統中的一個元件失效時，它可能只需要能夠關閉有故障的子系統，而允許電路板上的其它子系統繼續工作。

　　實現設計的一種方式是開始用一個或多個'標準'的電源管理集成電路，支持所需的單個功能，然后再設計一個協調它們運作的系統。根據協調的復雜性，實現可能是簡單的粘合邏輯，或復雜的微控制器和支持固件（圖2）。

　　圖2電源管理系統可以通過組合標準的電源管理集成電路與頂層控制功能來實現。雖然簡單設計是可行的，當人們試圖提供獨立控制器的各種功能和接口需求時，這種方法很快變得無法控制。

　　雖然這種ad-hoc方式可能會形成一個有用的設計，但是可能由于未使用的功能和復制的功能，以及大的封裝而造成不必要的費用。此外，即使最終能夠與微控制器相協調，這種解決方案的硬連線的性質會使人難以逐步修改設計來解決問題，或支持產品的遷移。

　　面向系統的方法

　　取代從一個或多個預先定義的控制器集成電路實現電源管理系統的方法，更有效的方法是首先考慮需要那些基本功能，以支持電源管理系統。這些功能可以分為支持硬件測量和控制的資源，支持時序和組合處理創建的邏輯運算。表1列出了需要實現電源管理的最常見的部分功能。

　　表1 通用電源管理功能

　　分解電源管理系統的要求至上述功能可以更容易、簡潔地定義設計。第一步是確定所需關鍵功能的類型和功能，如電壓和電流監測點和數字I/O。下一步是確定對每個資源的具體要求。對于圖1假設的cPCI電源系統，需要以下的資源（表
　　

　下面的設計實例將使用萊迪思半導體公司的ispPAC Power Manager II系列，ispPAC-POWER1220AT8。基于工業標準的基于宏單元的CPLD架構，這個器件針對電源管理應用進行了優化，集成了專門的I/O，如可編程電壓監視輸入和high-side　MOSFET驅動器輸出功能。圖3展示了ispPAC-POWER1220AT8 (U1)的示意圖，它和相關器件配置為用作cPCI的熱插拔控制器，以及次級電源監控和時序控制器。