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（文章來源：EEWORLD）
各行各業(yè)的電子系統(tǒng)都變得越來越復(fù)雜，這已經(jīng)不是什么秘密。至于這種復(fù)雜性如何滲透到電源設(shè)計中，卻不是那么明顯。例如，功能復(fù)雜性一般通過使用ASIC、FPGA和微處理器來解決，在更小的外形尺寸中融入更豐富的應(yīng)用特性。這些設(shè)備向電源系統(tǒng)提供不同的數(shù)字負(fù)載，要求使用不同功率等級的多種電壓軌，每一種都具有高度個性化的電壓軌容差。同樣，正確的電源開啟和關(guān)斷時序也很重要。隨著時間推移，電路板上電壓軌的數(shù)量成倍增加，使得電源系統(tǒng)的時序設(shè)計和調(diào)試變得更加復(fù)雜。
應(yīng)用電路板所需的電壓軌數(shù)量與電路板的復(fù)雜度緊密關(guān)聯(lián)。電源設(shè)計人員面對的電路板可能只需要10個電壓軌，也可能需要多達(dá)200個電壓軌。時序控制器設(shè)備最多需要約16個電壓軌，設(shè)計時很容易達(dá)到這個數(shù)量。一旦電壓軌數(shù)量超過單個時序控制器支持的數(shù)量，復(fù)雜度會急劇上升，要求設(shè)計人員了解每種時序控制器的各種變化情況，以及如何將其融入復(fù)雜系統(tǒng)。
通常，在高電壓軌數(shù)系統(tǒng)中級聯(lián)多個時序控制器并不容易實(shí)現(xiàn)。在級聯(lián)系統(tǒng)中，隨著電壓軌數(shù)量線性增加，復(fù)雜度呈指數(shù)增長。設(shè)計人員可采用一些創(chuàng)新的方法實(shí)現(xiàn)時序控制器級聯(lián)，以簡化設(shè)計，比如采用乒乓機(jī)制，或者通過專用的數(shù)字信號共享故障和電源良好狀態(tài)。雖然這些解決方案足以應(yīng)付相對簡單的時序，但對于復(fù)雜的上電/關(guān)斷時序，這些解決方案顯然力不從心。
ADM1266具備真正的可擴(kuò)展性，可以解決復(fù)雜性問題。它是ADI Super Sequencer?超級時序控制器系列中的最新產(chǎn)品。連接多個ADM1266設(shè)備時，需要使用專用的雙線器件間總線(IDB)進(jìn)行通信。每個ADM1266均可監(jiān)測和控制17條電壓軌的時序，只要所有這些設(shè)備都連接至同一個IDB，可并聯(lián)多達(dá)16個ADM1266設(shè)備，以監(jiān)測和控制257條電壓軌的時序。
ADM1266使用一個主設(shè)備，其他的ADM1266設(shè)備則充當(dāng)從設(shè)備。這些設(shè)備采用并行架構(gòu)，其中每個連接到IDB的單個ADM1266根據(jù)系統(tǒng)狀況轉(zhuǎn)換到相同的下一個狀態(tài)，確?？偩€上的每個ADM1266同步?？偩€通信是透明的，因此設(shè)計人員為單個ADM1266設(shè)備和為16個ADM1266設(shè)備創(chuàng)建時序的感覺是一樣的。該系統(tǒng)的一個明顯優(yōu)勢，就是設(shè)計人員只需要學(xué)習(xí)如何使用一個設(shè)備完成簡單和復(fù)雜的設(shè)計，無需針對每個不同設(shè)備多次學(xué)習(xí)。級聯(lián)多個設(shè)備就像將它們連接到同一個IDB一樣簡單。
現(xiàn)代時序控制器不僅要監(jiān)測電壓軌，還必須對數(shù)字信號做出反應(yīng)。傳統(tǒng)的基于時間的時序控制器具有固定的信號，獲得定制效果，功能有限。
我們以帶可選子板的主板為例。時序控制器監(jiān)控子卡的信號檢測：當(dāng)該信號存在時，時序控制器會調(diào)出子卡上的電壓軌；當(dāng)信號不存在時，時序控制器繼續(xù)執(zhí)行主板時序控制程序，在電源達(dá)到良好狀態(tài)時結(jié)束。大多數(shù)傳統(tǒng)型時序控制器不提供這種子卡信號檢測。此外，這種要求會隨應(yīng)用而變化，可以使用通用輸入輸出引腳(GPIO)來解決。
另一個示例涉及為ASIC和FPGA供電，其中系統(tǒng)要求在為FPGA供電之前，ASIC完全通電并運(yùn)行。在這種情況下，時序控制器按順序調(diào)出ASIC電源，然后等待來自ASIC的數(shù)字電源狀態(tài)良好信號。一旦確認(rèn)ASIC電源狀態(tài)良好信號，它將等待100毫秒，然后繼續(xù)為FPGA供電。需要一個基于事件的時序控制器來生成這個復(fù)雜的時序。在具有多個時序控制器的系統(tǒng)中，需要將一個設(shè)備上的事件信息與板上的其他設(shè)備共享，使它們行動一致，這一點(diǎn)非常重要。
電壓監(jiān)控器OV和UV比較器、數(shù)字信號（如GPIO和PDIO）、定時器、變量，以及來自IDB的消息，所有這些都會饋送給功能豐富的ADM1266時序引擎，從而觸發(fā)事件。用戶可以輕松創(chuàng)建復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)，用以監(jiān)測各種事件并采取適當(dāng)?shù)牟僮鳌?/p>
傳統(tǒng)上，使用單個時序控制器設(shè)計上電時序系統(tǒng)的用戶體驗與設(shè)計需要使用多個時序控制器的系統(tǒng)時的體驗有很大的不同。也就是說，用單個時序控制器控制16個電壓的設(shè)計通常很簡單：設(shè)計人員可以使用軟件圖形用戶界面(GUI)來配置每個電壓軌及其時序。其過程通常是針對16個電壓軌重復(fù)進(jìn)行手動選擇/設(shè)置操作。
現(xiàn)在想象一下采用5個時序控制器和80條電壓軌的設(shè)計。使用GUI手動配置80條電壓軌不但耗時，且很容易出錯。設(shè)計人員還必須確定如何以最佳方式級聯(lián)多個設(shè)備，以及將5個時序控制器的資源分配給80個電壓軌。大多數(shù)軟件輔助設(shè)計工具實(shí)際上并不能提供任何幫助。用戶必須理解時序控制器IC的特定功能，并通過GUI發(fā)布明確指令，每個項目都需要迅速學(xué)習(xí)大量內(nèi)容。
ADM1266采用了一種不同的方法。它使用基于PC的ADI Power Studio??進(jìn)行配置和調(diào)試，不只是配置ADM1266的各種設(shè)置。ADI Power Studio是一款完整的開發(fā)和調(diào)試工具，可以幫助設(shè)計人員實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的時序。相比傳統(tǒng)GUI，它讓設(shè)計人員能夠以更高水平處理電源系統(tǒng)。例如，內(nèi)置向?qū)軌驇椭O(shè)計人員在幾分鐘內(nèi)設(shè)置和配置80條電壓軌，如果手動操作，完成這項任務(wù)需要幾個小時。圖2和圖3所示為一些界面示例。
設(shè)計人員首先要創(chuàng)建一個虛擬狀態(tài)機(jī)來滿足系統(tǒng)的要求。在單個時序控制器設(shè)計中（≤17條電壓軌），GUI的虛擬狀態(tài)機(jī)與時序控制器的狀態(tài)機(jī)相匹配。隨著添加更多時序控制器，虛擬狀態(tài)機(jī)與單個時序控制器狀態(tài)機(jī)之間出現(xiàn)差異，在設(shè)備彼此之間就各種事件通信時，需要在狀態(tài)機(jī)中采取額外步驟。
例如，設(shè)計人員在時序控制器1上監(jiān)測兩條電壓軌，在時序控制器2上也監(jiān)測兩條電壓軌。該設(shè)計要求，如果這四條電壓軌中的任何一條出現(xiàn)故障，那么所有一切都將關(guān)閉。實(shí)際上，因為這里有兩個設(shè)備，它們之間必須共享故障信號。
隨著電壓軌數(shù)量增加，定序需求變得愈加復(fù)雜，系統(tǒng)級虛擬狀態(tài)機(jī)和設(shè)備級狀態(tài)機(jī)的差異也越來越大。設(shè)計人員知道自己的設(shè)計目標(biāo)，但必須通過時序控制器協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)，這個過程不但耗時，且通常漏洞很多。ADI Power Studio讓大部分狀態(tài)機(jī)創(chuàng)建流程實(shí)現(xiàn)了自動化。用戶使用GUI來設(shè)計虛擬狀態(tài)機(jī)，而ADI Power Studio則通過編譯器來處理各種時序控制器之間的復(fù)雜通信。這讓設(shè)計人員能夠通過靈活、直觀的流程創(chuàng)建復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)。
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