原创 [数字电源系列文章]数字电源管理——PMBus

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《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载 PMBus(电源系统管理协议) PMBus 1.0版于2005年发布，1.2版则于2008年发布，因此这是一个相当新的协议。PMBus与SMBus具有相似性，事实上PMBus采用了部分SMBus规范作为其基础。PMBus的传输层即为具有扩展和例外的SMBus 1.1。扩展： • 块写入–块读出进程调用 • 主机通知协议 • 群组命令协议 • 扩展命令 • 总线速度：400kHz(采用定时修改) • 电气驱动电平例外： • 块写入/读出(高达255数据字节) 现在，我们给它添加一种用于设定电压、电流、定时和故障管理的命令语言。最后，在该命令语言之外还有应用协议。而让我们感到疑惑不解的是：工程师们为什么要纠缠于怎样使用PMBus！ 复杂性 SMBus 1.1标准的篇幅达39页。PMBus 1.2则为125页。而且，制造商们除此之外还添加了他们自己的特殊寄存器和功能性(配有100多页的相关规范)。那么，如何应对所有这些复杂性呢？基本上是借助工具和重用。当然，还包括相关的规范，其可通过System Management Interface Forum获得。 使用模型 我将提出两种重要的使用模型，虽然可能还有其他的使用模型，不过此二者是我发现得到大量运用的两种主要模型： 1. 配置(Configure)和部署(Deploy) 2. 监视(Monitor)和运作(Act) 最重要的PMBus命令集之一用于存储和恢复操作存储器和非易失性存储器之间的设定值。当与用于改变操作存储器(行为特性)的命令相组合时，其可支持Configure和Deploy使用模型。

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《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载 配置(Configure)和部署(Deploy) 大多数PMBus产品制造商都拥有一种GUI工具，该工具可通过PMBus和一个接口转换板与其产品进行通信。在多数场合中，接口转换板通过USB连接至一部主PC。基本使用模式是在总线上配置PMBus器件的所有寄存器，并将其数值存储于非易失性存储器中。这样，当系统通电或复位时，所有的器件在启动期间将从非易失性存储器来给操作存储器加载。这种模型的基本优势在于其简单性。工具能够通过数据组织、模板和项目重用来消除PMBus的大部分复杂性。第二项优势是成本较低，因为不需要采用“额外的”器件来管理总线。此模型的主要劣势是丧失了正常操作期间PMBus的所有功能。在异常情况下(比如：发生了故障)，所有的器件都必须自主地做出反应，但灵活性受到限制，而且缺少协调。在复位时情况同样如此。所有的器件均必须自主启动。让我们来研究一下由此强加的某些限制条件。假设一种电源架构具有由一个IBC(中间总线控制器)运作的12轨POL(负载点)转换器。POL1存在OC(过流)故障，而且故障响应是关断电源轨。由于总线上没有用于对故障做出反应的任何主机控制器，因此其他的电源轨将继续运作，除非POL1的OC通过负载在另一个电源轨上引起了某种故障。为了克服这些限制，许多器件都具有附加的IO引脚，这些引脚允许器件在没有PMBus的情况下进行相互通信。传统的方法是在器件之间采用漏极开路信号。通常有3个引脚： • SYNC(同步) • RUN(运行) • GPIO(通用输入输出) SYNC引脚用于在复位时建立一个公共时基。这提供了用于接通/关断事件排序的准确时间相关。RUN引脚可使所有器件利用一个外部逻辑门或器件本身实现同时复位。GPIO通常是一个故障输出和故障输入。这允许源自某个器件的故障传播至其他器件。这些引脚虽然并非PMBus规范的一部分，但为了让Configure和Deploy使用模型作为一个系统来工作，它们却是必不可少的。

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