集成的解決方案 - 計(jì)算機(jī)外設(shè)的電源管理

　　電源管理集成到一個系統(tǒng)能顯著降低成本，不僅可以提供所有電源管理功能，而且避免了相同功能的重復(fù)實(shí)現(xiàn)。共享資源的功能可以合并。例如，多個電壓監(jiān)控器、定序器、熱插拔控制器、復(fù)位發(fā)生器集成電路和微調(diào)和裕度的功能，可以使用一塊集成電路實(shí)現(xiàn)。一個非常精確的帶隙基準(zhǔn)可以由多種功能共享，進(jìn)一步降低成本而不犧牲準(zhǔn)確性和可靠性。更重要的是，集成將消除分立解決方案中的通信時間延遲?？梢栽趲资⒚雰?nèi)實(shí)現(xiàn)故障響應(yīng)，而不是使用微處理器監(jiān)控的系統(tǒng)通常所需的幾百毫秒。微調(diào)、裕度和電壓測量可以通過添加一個 ADC 和一個 DAC 輕松實(shí)現(xiàn)。

　　ASIC 可以結(jié)合一些電源管理所需的分立器件。但是，它們通常需要一些額外的集成電路，包括一個微處理器來實(shí)現(xiàn)解決方案，并且還包括一些不屬于該應(yīng)用所需的功能。此外，基于 ASIC 的解決方案很難仿真，而且作為一種“固定”的方法，它要求任何更改都在電路板外實(shí)現(xiàn)。

　　另一種更有效的方法是使用一個單一的集成電源管理 IC。通過集成所有的電源管理功能，解決了分立解決方案的幾個關(guān)鍵問題。來自不同供應(yīng)商的獨(dú)立器件所引起的內(nèi)部通信以及對系統(tǒng)錯誤情況響應(yīng)慢的問題得到緩解：可以在短短幾微秒內(nèi)進(jìn)行處理。整體成本也降低了，因?yàn)殛P(guān)鍵的功能由幾個通道共享。

　　例如，萊迪思 POWR1014A 集成了 10 個可編程電壓監(jiān)控器，使用一個帶隙基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了所有通道 0.3%的電壓監(jiān)測精度。

　　
圖5 POWR10414A 結(jié)構(gòu)

　　內(nèi)部時鐘和內(nèi)置數(shù)字定時器解決了使用外部 R/ C 網(wǎng)絡(luò)的器件所引起的不精確的問題。數(shù)字 I/O、可編程定時器和 CPLD 內(nèi)核監(jiān)測 PERST#和 PRSNT#，并且產(chǎn)生特定卡的時序以確保正確的時序和配置。根據(jù)輸入可以產(chǎn)生額外的信號，通知系統(tǒng)復(fù)位或欠壓情況。POWR1014A 包含兩個充電泵，用于控制 N 溝道的 MOSFET。通過改變柵極電壓和充電率，同時監(jiān)控系統(tǒng)的電流和電壓以保證滿足 PCIe 的限制，可以很容易地為每個應(yīng)用定制熱插拔功能。CPLD 內(nèi)核可以輕松地為各種應(yīng)用、電路板和供應(yīng)商更改而修改設(shè)計(jì)。使用萊迪思的 PAC- Designer 設(shè)計(jì)軟件，可以很容易地配置輸入和輸出，對 CPLD 內(nèi)核進(jìn)行編程。

　　總結(jié)

　　PCI Express 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了個人電腦和附加卡之間的接口和時序。各種應(yīng)用需要為每一個獨(dú)特的電流、時序、電壓和定序功能定制設(shè)計(jì)。分立的解決方案昂貴且缺乏精確的時序、精度低，還有由于較多元器件材料所引起的可靠性問題和一旦設(shè)計(jì)需要更改時的靈活性問題。萊迪思的 POWR1014A 將 PCIe 電源管理集成到了一個精確、靈活、可編程和低成本解決方案中。