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面向系统的板级电源管理方法:CompactPCI电路板的电源管理案例研究

发布时间:2021/8/13

  由于电路板组件集成了越来越多的子系统,他们的电源分配和管理系统的复杂性不断上升。由于这些系统变得越来越复杂,传统的固定功能的以硬件为中心的电源管理方案很快变得相当笨拙。另一种方法是用自上而下的,需求驱动的办法来解决设计问题。取代试图围绕一个或多个固定功能的集成电路来设计电路板的电源管理功能,设计人员用独立的物理和逻辑功能来定义系统,根据这些功能来推动设计。用这样的方法进行设计需要更新设计理念,系统的控制逻辑从硬件转移到固件或软件。而且,这些优点是减少了所需元器件的数量、降低了系统的成本,在适应无法预料的需求方面具有更大的灵活性。


  本文介绍了这个面向系统的方法的实例,将其应用到CompactPCI(cPCI)板级电源管理,其中包括热插拔功能。


  基本的CompactPCI电路板的电源管理


  图1展示了一个支持热插拔的cPCI板的电源管理系统的顶层设计图。当这块电路板插到背板时,热插拔控制器必须完善地执行以下的操作:


  1)测试cPCI总线电源处于稳定状态,且用/BRD_SEL信号使电路板就位。这些条件得到满足时,控制器可以连接电路板的电源系统到总线电源。对于电路板吸取大电流的电源线路,电源管理可能还需要控制电压上升率,以防止在系统中可能瞬态破坏其他电路板的运作。


  2)监控cPCI总线的控制信号,尤其是/PCI_RST。电源管理器必须使本地复位信号/LOCAL_PCI_RST有效,在所有电路板级电压稳定之后,保持一定的时间,以确保电路板上的系统正确初始化。


  3)监控板上的电源电压,电流和电路板上子系统的状态信号,以确定一切是否正常工作。如果是这样的情况,那么控制器可以使cPCI总线上的HEALTHY信号有效。在出现故障情况下,该控制器需要以尽量减少潜在损害的方式作出反应。

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