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       对于电脑和服务器而言，SMBus是一种通用的低速通信协议，用来控制主板上的各种监控设备，虽然SMBus速度较慢，却以其结构简洁造价低廉的特点，已经成为了业界普遍欢迎的接口标准。我们日常生活中看到的Windows中显示的各种设备的制造商名称和型号，温度等信息，都是通过SMBus总线来手机信息的。 由于SMBus的广泛应用，掌握SMBus对于服务器及笔记本的研发和调试将大有裨益。        SMBus (System Management Bus,系统管理总线) 是1995年由Intel提出的, 主要是希望通过一条廉价并且功能强大的 总线 （由两条线组成），来控制主板上的设备并收集相应的信息。         SMBus的数据传输率为100kbps，用于低速率通讯，但其结构简洁造价低廉。          SMBus器件存在现有7层OSI网络模型中的前3层，即物理层，数据链路层和网络层。          SMBus有两条信号线：SMBCLK和SMBDAT，即一条时钟线和一条数据线。 SMBCLK和SMBDAT线是双向的，当 总线空闲时，这两条线是高电平 。设备可能由总线VDD供电或V BUS 供电或通过其他电源供电。     下图是INTEL服务器中应用SMBus的实例，可以看到SMBus也大量用在电源管理上，也称为PMBus,也就是从SMBus中发展过来的，PMBus主要应用在智能电源管理，其规范中增加了用于电源设计和控制的语言，具有分组错误检查和主机通信功能。       而下图比较全面的反映了SMBus管理服务器主板的情况，可以看到BMC和PCH都可以作为主设备和从设备，并且BMC可以通过SMBus管理主板上所有电源电压和温度信息，可以收集DIMM的信息和工作情况，同时可以管理网口信息。          SMBus拓扑结构，所有设备通过线与逻辑连接到SMBus上         而线与逻辑主要通过漏极开路门电路实现，结构简图如下：        其中，线与Z=z1*z2*z3   SMBus操作时序         数据的有效性 时钟信号高电平时，数据必须保持稳定； 时钟信号低电平时，数据可以发生高低电平变化。 起始和停止条件 1. 在 SMBCLK 线是高电平时，SMBDAT 线从高电平向低电平切换，表示信号的起始条件。 2. 当 SMBCLK 线是高电平时，SMBDAT 线由低电平向高电平切换，表示信号的停止条件。 SMBus数据传输 每个字节必须为8位，每次传输可以发送的字节数量不受限制,每个字节后必须跟一个响应位(ACK)，所以每次传输九位，首先传输的是数据的最高位(MSB)。 在启动条件(S)之后，主器件放置7位从地址到总线上。第8位指示数据传输(读/写)方向;0表示传输(写)而1表示有数据请求(读)。一个数据传输总是以一个主机产生停止条件(P)结束。 SMBus只工作在从10kHz到最高100kHz。最低工作频率10kHz是由SMBus超时功能决定的。 附SMBUS建立时间和保持时间的实测波形图，以便理解 保持时间：   建立时间    

　　尽管就新式电子系统的可靠工作而言，电源管理至关重要，但今天的系统中也许仍然存在最后一个“盲点”，那就是稳压器。因为对稳压器来说，没有方法直接配置或监视其关键电源系统的工作参数。因此，电源设计师一直被迫使用一堆混杂在一起的排序器、微控制器和电压监察器，以设定启动、安全等基本的稳压器功能。虽然数字可编程DC/DC转换器投入使用已有多年(最为显著的就是在采用VID输出电压控制的VRM内核电源)，但一直缺乏直接从稳压器来监视工作状态信息(特别是实时电流)的能力。 　　数字电源系统管理能通过计算机接口设定和监视各种不同的电源参数，正在消除这个“盲点”。可编程参数包括输出电压、排序、跟踪、多个轨的延迟和斜坡、过流限制和过压限制设定点以及工作频率。数字电源系统管理还能回读遥测数据并报告输入电压、输出电压/电流、温度甚至故障等。 　　网络设备的系统设计师正被迫提高系统的数据吞吐量和性能，也在被迫增加功能。同时，他们也面临着降低系统总体功耗的压力。数据中心的挑战是，重新安排工作流程，将作业转移到未充分利用的服务器上，从而允许其他服务器关机，以此降低总体功耗。为了满足这些需求，知道最终用户设备的功耗是至关重要的。一个设计得当的数字电源管理系统能为用户提供功耗数据，从而允许智能地做出能源管理决策。 　 　多轨电路板级电源系统 　　大多数嵌入式系统都是通过48V背板供电的。这个电压通常降压至较低的中间总线电压(如12V)，以给系统内机架的电路板供电。不过，这些电路板上的大多数子电路或IC都要求在低于1～3.3V的电压范围内、以数十mA至数百A的电流工作。因此，需要负载点(POL)DC/DC转换器，以从中间总线电压降压至子电路或IC所需要的电压。这些轨通常对排序、电压准确度、裕度调节和监察有严格要求。 　　在一个数据通信、电信或存储系统中，有多达20个POL电压轨的情况并非不常见，因此系统设计师需要一种简单的方法来管理这些轨的输出电压、排序和最大可允许电流要求。很多处理器都要求I/O电压先于内核电压上升，而某些DSP则要求内核电压先于I/O电压上升。断电排序也是必要的。因此，设计师需要非常容易地进行更改，以优化系统性能，并需要为每一个DC/DC转换器储存一套特定配置，以简化设计工作。 　　为了保护昂贵的ASIC免受可能出现的过压情况的损害，高速比较器必须监视每个轨的电压值，而且如果某个轨超出了规定的安全工作限制，就立即采取保护行动。在数字电源系统中，可以通过PMBus报警线通知主机发生了故障，而且可以关断从属轨，以保护受电器件(如ASIC)。要实现这一点，需要合理的准确度和数十μs的响应时间。 　　LTC3880/-1能提供高度准确的数字电源系统管理，具高分辨率可编程性和快速遥测数据回读，可实时控制并监视关键的负载点转换器功能。该器件是一款双输出、高效率、同步降压型DC/DC控制器，提供基于I2C并具超过100条指令的PMBus接口和内置的EEPROM。该器件兼有最佳的模拟开关稳压控制器和精准混合信号数据转换，可无与伦比地实现电源系统的易设计性和易管理性，并得到了具易用型图形用户界面(GUI)的LTpowerPlay软件开发系统的支持。图1显示了一个典型的应用原理图。 图1 典型的LTC3880应用原理图 　　LTC3880/-1可调节两个独立的输出，或配置为两相单输出。多达6相可以交错和并联，以在多个IC之间实现准确的均流，从而最大限度地降低了对大电流或多输出应用的输入和输出滤波要求。内置的差分放大器提供真正的远端输出电压采样。集成的栅极驱动器在4.5～24V的输入电压范围内为所有N沟道功率MOSFET供电。该器件可在整个工作温度范围内，以每相高达30A的输出电流产生高达5.5V，而输出电压的准确度为±0.50%。涵盖多个芯片的准确定时和基于事件的排序允许复杂的多轨系统实现加电和断电优化。LTC3880有一个内置LDO，为控制器和栅极驱动器供电，而LTC3880-1允许使用一个外部偏置电压，以实现最高效率。这两款器件都采用耐热增强型6mm×6mm QFN-40封装。 　 　控制接口用于数字电源系统管理 　　开发PMBus指令语言的目的是满足大型多轨系统的需求，PMBus是一种开放的标准电源管理协议，采用全面定义的指令语言，为与电源转换器、电源管理器件和系统主处理器通信提供了方便。除了一套定义完备的标准指令，PMBus兼容设备还可以采用自己的专门指令，以为设定和监视POL DC/DC转换器提供创新性方法。该协议通过业界标准SMBus串行接口实现，可设定、控制和实时监视电源转换产品。指令语言和数据格式标准化允许非常容易地开发固件，从而加速了产品上市。 　　LTC3880/-1的可编程控制参数包括输出电压、裕度调节、电流限制、输入和输出监察限制、上电排序和跟踪、开关频率，以及识别和可跟踪性数据。内置的精准数据转换器和EEPROM允许收集稳压器配置设定值和遥测变量值，包括输入和输出电压及电流、占空比、温度以及故障记录，并对这些设定值和变量值进行非易失性存储。表1显示了一些可用 LTC3880/-1设定的参数、该器件的高分辨率遥测回读能力，以及同类可替代解决方案的分辨率和准确度。 　　LTC3880/-1的配置非常容易通过该器件的I2C串行接口保存到内部EEPROM中。由于配置存储在芯片中，所以该控制器可以自主上电，而无须增加主处理器的负担。输出电压、开关频率、相位和器件地址的缺省设定值可选择通过外部电阻器分压器配置。多种设计可以非常容易地在固件中校准和配置，以为一系列应用优化单个硬件设计。 　　 模拟控制环路 　　LTC3880/-1是一种数字可编程控制器，可实现很多种功能，如控制输出电压、电流限制设定点和排序，等等，该器件还有一个模拟反馈控制环路，以实现最佳环路稳定性和瞬态响应，且不会产生数字控制环路那样的量化效应。 　　图2显示了一个控制器IC的不同斜坡曲线，该IC具模拟反馈控制环路(LTC3880)和数字反馈控制环路。模拟环路有一个平滑的斜坡，而数字环路像一个阶跃函数，可能导致以下问题：稳定性、较慢的瞬态响应、在有些应用中需要较大的输出电容以及引起较大输出纹波的数字环路量化效应。 图2 LTC3880的模拟控制环路和数字控制环路 图3 LTC3880模拟环路与数字控制环路的瞬态响应比较 　　此外，由于ADC、数字补偿器和数字PWM的存在，因此视ADC分辨率和环路设计的不同而不同，数字控制环路的量化效应额外增大了输出纹波的电压。对比之下，模拟控制环路没有这种额外增加的输出纹波电压。 　　结论 　　数字电源系统管理的主要优点之一是设计成本的降低以及产品面市进程的加快。采用一种具有直观图形用户界面(GUI)的综合开发环境，即可以高效地开发复杂的多电压轨系统。另外，此类系统还可利用GUI(而不是焊接装配)来进行相关的调整，从而简化了在线测试(ICT)和电路板调试工作。 　　另一个益处是，由于有实时遥测数据可用，因此有可能预测电源系统的故障，并采取预防性措施。也许最重要的是，具数字管理功能的DC/DC转换器允许设计师开发“绿色”电源系统，这类系统可重新安排工作流程，将作业转移到未充分利用的服务器上，从而允许其他服务器关机，因此这类系统能决定何时降低总体功耗，以满足目标性能要求。数字电源系统管理可最大限度地降低负载点、电路板、机架甚至安装时的能源消耗，从而降低了基础设施成本和产品整个寿命期的总体成本。

    每 个家庭每个公司每天都在使用的一种总线技术，它应用于手机、计算机、电视机和工业控制诸多领域。这里所说的是串行总线3胞胎：I2C、SMBus、PMBus，三者高度近似，高度兼容。     老大：由飞利浦开发用于集成电路间通信，I2C总线具有标准的规范以及众多外围器件，特点是规范的完整性，结构的独立性和用户使用时的傻瓜化，在软件方面I2C提供了一套完整的总线状态处理软件包，只要掌握应用程序设计方法就可以方便地使用，实现功能单元的软、硬件标准化和模块化设计，为一项常规性系统扩展技术。有很多成功的案例，已经为大家熟知。（见北航何立民书籍）     现在I2C总线已经过了20年专利保护期，仍在广泛应用，你不必向飞利浦交专利费。     二胎：SMBus 看不见的战线 。SMBus（System Management Bus系统管理总线），是Intel于1995年提出的一种与I2C总线相兼容的总线标准，为电脑主板所普遍采用。       电脑里面的监控系统有如人体神经系统，是电脑的灵魂。一个完整的监控系统由传感器、监控芯片、SMBus和监控软件等几个部分组成，其中监控芯片是监控系统的硬件核心，它通常是可编程的ASIC微控制器，监控软件可以经BIOS将控制命令和数据经SMBus发送给监控芯片，对参数进行修正和控制，然后通过这一途径实现电压、温度和风扇转速的显示。我们在电脑屏幕上看到的设备制造商名称和型号等信息，就是通过SMBus总线收集的。SMBus就是一条看不见的总线，虽然我们很少注意到它的存在，但它的身影却始终出现在电脑主板上，在幕后悄悄地起着作用。（摘自avan的博客）     我们可以在主机I2C或SMBus 上开发数字电源监控、硬盘防震等别的用途。我以为英特尔开发SMBus的主要目的是遏制CPU竞争对手，如AMD公司，还有原来不起眼的、现在他所说的真正对手ARM公司。SMBus速度比I2C慢，技术上英特尔站在了飞利浦的肩上。（看vfan的博客）     小三：超生的PMBus（Power Management Bus电源管理总线），由“特别利益组织”发布于2005年，是一种开放标准的数字电源管理协议。可通过定义传输和物理接口以及命令语言来促进与电源转换器或其他设备的通信。该协议是由一群认为由于没有合适的标准而抑制了全数字电源管理解决方案的发展的电源和半导体生产商共同建立的。PMBus速度与也没有超过I2C，技术上PMBus开发者还是站在飞利浦的肩膀上。显然用途是电源领域，看看电源网就知道，这也是一个非常庞大的市场。     值得注意的是英特尔、AMD等都没有加入PMBus组织。PMBus 并不是一个针对AC/DC或DC/DC转换器的标准。其并未规定波型因数、引出线等属性，这些属性由业界的联盟组织POLA和DOSA来制定，也未解决电源之间的通信问题，该问题仍然由半导体和电源生产商负责。（见百度百科）     我们熟知的USB也是串行总线，它的技术进步是USB1.0、USB2.0、USB3.0速度越来越快，兼容性非常好，为什么有上述2种串行总线不同的演变方式？