支持用于電力系統(tǒng)管理的固件開發(fā)的Linduino PSM

雖然許多工程師使用加密狗和工具通過PMBus配置電源系統(tǒng)管理設備，但越來越多的設計正在添加電路板管理控制器，或?qū)⑵銹MBus連接到現(xiàn)有的微控制器或應用處理器。在LTC中，加密狗/工具選項由DC1613和LTpowerPlay組成，Linduino支持用于電力系統(tǒng)管理的固件開發(fā)，又名“Linduino PSM”。

Linduino平臺是一個獨立的Arduino兼容板（DC2026），適用于不同設備的代碼庫和草圖。直到最近，人們的注意力還是在我身上。2C 和 SPI。現(xiàn)在支持PMBus器件，包括DC2294擴展板，它允許工程師將Linduino連接到PSM演示板，并連接到全相位小獵犬以監(jiān)視總線。

Linduino PSM的目標與Linduino的目標相同，即提供工作示例代碼，以便工程師可以學習，原型和借用自己的設計工作代碼。

圖1.DC2294 屏蔽 DC2026 林杜伊諾

Linduino PSM PMBus Stack

Linduino PSM提供的PMBus庫的分層方式很像網(wǎng)絡API。層允許替換和替換。例如，驅(qū)動程序?qū)涌梢葬槍こ處煹淖罱K解決方案進行返工，以便其頂部的層無需修改即可重復使用。

圖2.PMBus 庫堆棧

TWI 和電線層

底部是雙線接口，它是Arduino TWI和LT_Wire庫的修改副本。修改很小，但解決了塊命令的問題。

SMBus 1.3 規(guī)范定義了兩個塊命令：塊寫入和塊讀取。

圖3.塊寫入

圖4.阻止讀取

允許字節(jié)計數(shù)的范圍為 0 到 255 字節(jié)。TWI和Wire的Arduino版本只允許32字節(jié)。為了支持 255 字節(jié)事務，必須解決三個問題：

小緩沖

內(nèi)存使用情況

應用程序接口

緩沖區(qū)最多可容納 255 個字節(jié)（原始緩沖區(qū)為 32 個），但大緩沖區(qū)將使用處理器內(nèi)存的 1/8，即使從未使用塊調(diào)用也是如此。修改后的庫將緩沖區(qū)從應用程序傳遞到 API。如果應用程序分配內(nèi)存，則只需在需要時使用內(nèi)存，并且可以在不使用時釋放內(nèi)存。修改后的 API 可以傳遞大于 255 的值以傳輸超過 255 個字節(jié)，因為 count 參數(shù)已從字節(jié)更改為單詞。

LTC_I2控制層

The LTC_I2CBus 層提供 I2C 事務接口。最初的林杜伊諾圖書館附帶了另一個 I2名為 LT_I 的 C 庫2C. 但是，它針對不同的字節(jié)順序以及DAC、ADC等進行了優(yōu)化。通過提供 I2專門用于PMBus的C層，可以維護新層，而無需更新舊草圖或擔心破壞其他非PSM草圖。

LTC_SMBus圖層

LTC_SMBus層為 SMBus 提供標準事務，這是 PMBus 的基礎。例如：

發(fā)送字節(jié)

寫/讀字節(jié)

寫/讀字

寫/讀塊

此層可用于與任何 SMBus 設備通信，或使用 PMBus 命令代碼與 PMBus 設備通信。

LTC_PMBus層

LTC_PMBus層提供基于 PMBus 命令集的高級事務。這允許工程師使用高級功能進行編程，例如：

設置頁面

讀取當前

讀取電壓

順序向上/向下

使用更高層的命令使代碼更具可讀性，工程師不必在規(guī)范中查找命令。某些命令是聚合的，例如“設置第 N 頁的電壓”或“設置電壓并保持邊距相同百分比”。

如果缺少命令，通常的做法是先使用LTC_SMBus層對其進行編碼，然后將代碼遷移到LTC_PMBus層。

LTC_PMBusMath

PMBus使用的數(shù)據(jù)格式（L11 / L16），這些格式不是IEEE 754浮點標準等行業(yè)標準，但工程師更喜歡IEEE標準，因為C / C++使用此標準。Linduino PSM 庫包括與 IEEE 浮點和 PMBus 格式之間的轉(zhuǎn)換例程。LTC_PMBus層接受并返回 IEEE 浮點數(shù)，并使用LTC_PMBusMath例程管理層內(nèi)的轉(zhuǎn)換。但是，可以將數(shù)學例程與LTC_SMBus層一起使用。

注意：PMBus 1.3 定義了 IEEE 754 格式，但在業(yè)界根據(jù)此標準實現(xiàn)設備之前，數(shù)學庫中的轉(zhuǎn)換例程將是必需的。也總會有舊設備需要支持。

林杜伊諾素描

Linduino/Arduino Sketches只不過是小應用程序。對于 PSM，這些是演示設備功能的簡單文本菜單應用程序，例如：

讀取遙測數(shù)據(jù)

讀取狀態(tài)

排序上/下

探測總線

轉(zhuǎn)儲故障日志

圖5.命令界面

它們背后的代碼使用LT_PMBus層，因此代碼易于閱讀。下面的代碼只是在頁面上循環(huán)，讀取電壓，并以十進制格式打印。讀出中的值以浮點數(shù)形式返回，即 IEEE 754 值;與數(shù)學庫的轉(zhuǎn)換發(fā)生在讀取 V 中外功能。

無效 print_all_voltages（）
{

浮動電壓;
uint8_t頁;

for （page = 0;page < 2;page++）
{

pmbus->setPage（ltc3880_i2c_address， page）;
電壓 = pmbus->readVout（ltc3880_i2c_address， false）;
電壓 = pmbus->readVout（ltc3880_i2c_address， false）;
Serial.println（電壓，DEC）;
}
}

PEC 在幕后處理。在主菜單上，可以打開和關閉PEC。由于命令是 pmbus-> 編寫的，因此可以更改指針。

圖6.主菜單

案例2：
pmbus->enablePec（ltc3880_i2c_address）;
pmbus->enablePec（ltc2974_i2c_address）;
pmbus->enablePec（ltc2977_i2c_address）;
刪除SMBus;
刪除 PMBus;
smbus = new LT_SMBusPec（）;
pmbus = new LT_PMBus（smbus）;
破;

情況3：
pmbus->禁用Pec（ltc3880_i2c_address）;
pmbus->disablePec（ltc2974_i2c_address）;
pmbus->disablePec（ltc2977_i2c_address）;
刪除SMBus;
刪除 PMBus;
SMBs = 新LT_SMBusNoPec（）;
pmbus = new LT_PMBus（smbus）;
破;

嗯，差不多。設備還必須處于正確的模式?；静呗允牵?/p>

更改設備模式

刪除 smbus 和 pmbus 對象

使用正確的模式重新實例化對象

使用 smbus-> 和 pmbus-> 指針的代碼不必更改。

其他庫（非 Linduino）傳遞一個值來控制 PEC 或配置全局變量。Linduino方法使用C++類。但是，代碼保持非常簡單，因此如果禁止工程師使用C++，它可以非常快速地轉(zhuǎn)換為純 C。大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都支持 C 和 C++ 編譯器，但如果一個大型系統(tǒng)是純 C，工程師可能不想為C++名稱重整或使用 C++ 編譯器編譯 C 的效果而煩惱。

成型

原型設計只是將草圖復制到具有新名稱的文件并進行修改的問題。原型完成后，工程師必須決定如何將代碼遷移到最終應用程序。

如果不涉及遺留代碼，最簡單的情況是重寫LTC_I2CBus 或LTC_SMBus圖層并重用其上方的圖層。如果有很多遺留代碼，最好復制原型設計并重新編碼。最主要的是工程師可以在更簡單的環(huán)境中進行原型設計。

硬件也可以重復使用。當然，可以將Atmega328放入設計中并直接使用Linduino PSM代碼?；蛘邔WI / LTC_I進行一些調(diào)整2CBus工程師可以使用更大的Arduino平臺之一。LTC將這些移植到伽利略作為實驗，花了不到一天的時間。

對于從屬硬件，Linduino可以連接到任何PSM演示板。但是，大多數(shù)產(chǎn)品設計都有用于DC1613加密狗的連接器，因此Linduino可以使用DC2294擴展板直接連接到終端設計。這是在將資源投入到新產(chǎn)品之前對完整設計進行原型設計的好方法。可以為操作系統(tǒng)開發(fā)算法，以確定需要多少計算能力和內(nèi)存空間，并證明它將提供投資回報。

工具制造

Linduino是構(gòu)建專業(yè)最終用途工具的良好平臺。通過將Linduino，DC2294和現(xiàn)成的擴展板相結(jié)合，可以創(chuàng)建獨立的工具。例如，下面的工具是一個編程工具，用于配置手持插座中設備的非易失性存儲器。向上/向下按鈕選擇文件，選擇按鈕對設備進行編程。

圖7.示例工具

教育用途

Linduino PSM的最后一個常見用途是學習。如果不熟悉SMBus/PMBus標準，一個好的學習方法是連接全相位小獵犬，在DC1962上運行一些草圖，并使用全相位數(shù)據(jù)中心軟件觀察總線。請注意，還有另一種選擇，其中LTpowerPlay可以與Beagle一起使用。LTpowerPlay的優(yōu)點是寄存器語法內(nèi)置于工具中，因此GUI中的任何值都可以顯示為SMBus/PMBus事務。

總結(jié)

Linduino PSM是用于PMBus代碼開發(fā)的原型設計，工具構(gòu)建和學習環(huán)境。Linduino與DC2294結(jié)合使用，可連接到任何PSM演示板或產(chǎn)品。有一個完整的工作SMBus / PMBus庫以及數(shù)學轉(zhuǎn)換，與Arduino編碼環(huán)境兼容。

審核編輯：郭婷