以太網(wǎng)和SMBus在單一平臺上提供數(shù)據(jù)和電源管理

由于客戶需要簡化和節(jié)省空間，許多網(wǎng)絡(luò)公司被要求超越傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，尋找將網(wǎng)絡(luò)和電源管理相結(jié)合的方法。您有需要共享數(shù)據(jù)的設(shè)備，但它們也需要通電。如果您正在尋找移動軍事平臺，以太網(wǎng)供電 （PoE） 可簡化布線并減少平臺上所需的設(shè)備數(shù)量。

同樣的事情也適用于下馬的士兵。但它們帶來了額外的挑戰(zhàn)：來自不同制造商的不同設(shè)備都需要使用 USB 或以太網(wǎng)相互通信。它們也需要電力，但每個人都使用便攜式電池 - 這造成了一個兩難境地。重量、電池管理、持續(xù)電力需求。下馬士兵的所有挑戰(zhàn)。

新產(chǎn)品，稱為集成士兵電源和數(shù)據(jù)管理（ISPDS） - 或士兵穿戴電源和數(shù)據(jù)中心，戰(zhàn)術(shù)士兵系統(tǒng)和其他幾個術(shù)語 - 支持士兵攜帶通信設(shè)備和電源管理之間的同時數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，以保持設(shè)備運行。它們是數(shù)據(jù)和電源管理的結(jié)合，減輕了士兵必須攜帶的電池數(shù)量和電纜（因此重量）的負擔(dān)。知道電源管理與數(shù)據(jù)通信一樣有自己的“語言”，我們認(rèn)為需要花幾分鐘時間討論電源管理協(xié)議及其工作原理。

用于管理計算設(shè)備電源的主要協(xié)議是 SMBus。但是什么是 SMBus，它管理哪些功能？在基本層面上，總線是一種通信系統(tǒng)，用于在計算機主板上的兩個組件之間或兩臺計算機之間傳輸數(shù)據(jù)。通常，它管理與電源相關(guān)芯片（如電池子系統(tǒng)）的低速管理通信，但其他系統(tǒng)級設(shè)備可能包括溫度、風(fēng)扇、電壓傳感器、蓋子開關(guān)和時鐘芯片。計算機總線可以使用并行和位串行連接，并且可以以多點（電并聯(lián)）、菊花鏈拓撲結(jié)構(gòu)連接或通過交換集線器連接。

就像以太網(wǎng)一樣，SMBus 由物理層和協(xié)議層組成。物理層基于IC2總線（同步，多主，多從，分組交換，單端，串行通信總線），并具有一些擴展。協(xié)議層定義數(shù)據(jù)的類別以及數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。

每個 SMBus 系統(tǒng)架構(gòu)都有一個雙線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)上的每個設(shè)備都有一個唯一的地址，因此其他設(shè)備可以找到它并直接與之通信。這兩根線由一條SDA（串行數(shù)據(jù)）和SLC（串行時鐘）組成。數(shù)據(jù)傳輸由主設(shè)備啟動。如果另一臺設(shè)備識別呼叫并響應(yīng)，它將成為從設(shè)備。就像在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中一樣，數(shù)據(jù)傳輸會經(jīng)歷一系列開始（啟動傳輸）、停止（結(jié)束傳輸）、確認(rèn)（準(zhǔn)備傳輸）、未確認(rèn)（未準(zhǔn)備好傳輸）。這里還進行了其他仲裁、讀/寫和其他功能。

對于電池子系統(tǒng)，主板使用 SMBus 與電池通信，以獲取對正常運行時間至關(guān)重要的電池信息，包括：

制造商信息

型號/部件號

指控狀態(tài)

當(dāng)前

電壓

在預(yù)期掛起事件（即睡眠、省電等）時在主板上保存數(shù)據(jù)的通知

報告不同類型的錯誤

接受控制參數(shù)

當(dāng)今的智能電池系統(tǒng)（SBS）通常由主機，智能電池和智能充電器組成。此系統(tǒng)中的每個設(shè)備都使用 SMBus 協(xié)議進行通信。在SBS中，電池可以告訴充電器其電池化學(xué)類型，容量，希望如何充電，最佳充電電流，最大充電時間等。有了這些信息，充電器可以找到正確的配置文件，以最佳方式為電池充電。有了最佳的充電曲線，電池就不必像使用僅“猜測”電池化學(xué)成分的系統(tǒng)那樣頻繁地充電。通過提供更長的電池壽命和準(zhǔn)確的電池能量容量信息，使最終用戶受益，信息低至最后1%。事實上，符合SBS標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計可以將電池循環(huán)壽命延長多達30%。

此外，用戶不受一種電池技術(shù)的束縛;不同類型的電池化學(xué)成分可以互換使用。智能充電器可以從其預(yù)加載的配置文件列表中發(fā)現(xiàn)新連接電池的化學(xué)成分（基于已加載到充電器中的電池的制造商、品牌和型號），并為新電池的化學(xué)成分使用正確的充電配置文件?，F(xiàn)場人員可以快速更換任何可用的電池，而不會發(fā)生設(shè)備故障和危險的設(shè)備不匹配。

簡而言之，ISPDS在單個設(shè)備中同時提供個人局域網(wǎng)（PAN）和電源管理。每個ISPDS都可以為排將部署的任何智能電池加載固件。SMBus允許ISPDS讀取電池，了解其最佳充電曲線，并采取相應(yīng)的行動。使用 SMBus 是 ISPDS 提供智能電池管理的最佳方式，從而延長了電池在任務(wù)期間的使用壽命。

審核編輯：郭婷