電源系統(tǒng)管理的基本設(shè)計(jì)原則：尋址資料下載

引言 包括凌力爾特電源系統(tǒng)管理 (PSM) 在內(nèi)的所有 PMBus 應(yīng)用的基礎(chǔ)都是，PMBus 主器件 (系統(tǒng)主器件) 能夠與總線上的所有 PMBus 從屬器件 (PSM 控制器、PSM 管理器、PMS μModule 和 PMBus 單片器件) 通信?？偩€上的每個(gè)從屬器件都必須擁有與其他器件不沖突的、獨(dú)一無(wú)二的地址。 總線主器件還必須能夠在幾種并非大多數(shù)人都認(rèn)為順理成章的情況下與 PSM 從屬器件通信，包括： ? 地址發(fā)現(xiàn) ? 全局行動(dòng) ? 多相軌 ? 無(wú)效非易失性存儲(chǔ)器 (NVM) ? 總線 MUX 器件尋址是由基址寄存器加上外部地址選擇 (ASEL) 引腳以及特殊的全局、軌、ARA 地址及其他特殊地址相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。 本文探討凌力爾特 PSM 系列的基本設(shè)計(jì)原則、有關(guān)產(chǎn)品系列之間不同之處的詳細(xì)信息、以及實(shí)際例子和建議。諸如無(wú)效 NVM 等特殊情況也會(huì)討論。 凌力爾特的優(yōu)勢(shì)是，設(shè)計(jì)不僅從第一天開(kāi)始就正常運(yùn)行，甚至在情況變壞時(shí)依然正常運(yùn)行。例如，如果正在用 LTpowerPlay 軟件寫(xiě) NVM 時(shí)掉電了，那么設(shè)計(jì)是可恢復(fù)的。此外，如果選擇采用凌力爾特 Linduino 參考代碼中提供的 “In Flight Update”，那么設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)也是可恢復(fù)的。最后，還能夠識(shí)別系統(tǒng)退化的癥狀，并解決系統(tǒng)退化問(wèn)題。 一旦了解了怎樣實(shí)現(xiàn)凌力爾特 PSM 尋址，就能夠快速設(shè)計(jì)可靠的系統(tǒng)了。 基本的 PMBus 運(yùn)行方式 PMBus 是一種由 SMBus 擴(kuò)展而來(lái)的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，類(lèi)似于 I2C。兩條開(kāi)漏導(dǎo)線 SCL 和 SDA 支持主器件和從屬器件的雙向通信總線。主器件是控制通信的器件，一般是微控制器或 FPGA。從屬器件是受主器件控制的器件，一般是小型集成電路，在本文中，這是諸如 LTC2977 等電源管理器或者諸如 LTC3880 等電源控制器。 一個(gè)系統(tǒng)可以有超過(guò)一個(gè)主器件，但是實(shí)際上這種情況很少見(jiàn)。通常有多個(gè)從屬器件。甚至在只有一個(gè)從屬器件的系統(tǒng)中，主器件每次也通過(guò)使用地址，來(lái)指揮與從屬器件的通信。這意味著，每個(gè)從屬器件必須擁有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的地址，以實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)功能。 凌力爾特的電源系統(tǒng)管理器件使用一個(gè) EEPROM 和引腳電阻器來(lái)設(shè)定每個(gè) (從屬) 器件獨(dú)一無(wú)二的地址。因此，尋址過(guò)程確保，如果任何 EEPROM 中沒(méi)有有效數(shù)據(jù)，那么主器件就可以修補(bǔ)系統(tǒng)，使系統(tǒng)達(dá)到每個(gè) (從屬) 器件都有獨(dú)一無(wú)二地址的狀態(tài)。 以下各部分詳細(xì)解釋了這些地址配置機(jī)制，包括怎樣選擇、設(shè)計(jì)和修補(bǔ)地址。 基本的 PMBus 尋址 PMBus 尋址由 PMBus 標(biāo)準(zhǔn)引用的 SMBus 標(biāo)準(zhǔn)定義。SMBus 尋址與 I2C 標(biāo)準(zhǔn)相同。為清晰起見(jiàn)，討論范圍限定在 SMBus 標(biāo)準(zhǔn)上。 考慮 SMBus 3.0 標(biāo)準(zhǔn)圖 29 中定義的 Read Byte 協(xié)議 (參見(jiàn)圖 1)。起始位 (S) 之后是任何交易的地址，地址在 ACK 位 (A) 之前結(jié)束。在 (S) 和 (A) 之間有 8 個(gè)位，前 7 位是地址，其余 1 位用來(lái)指示寫(xiě) (Wr) 或讀 (Rd)。 圖 1：Read Byte 協(xié)議(SMBus 3.0 標(biāo)準(zhǔn)，圖 29) 7 位意味著有 128 個(gè)可能的地址。在本 “應(yīng)用指南 (Application Note)” 中，所寫(xiě)地址不包括 (Wr/Rd) 位，如下所示： 0x00 至 0x7F (7 位尋址) 有時(shí)，程序員寫(xiě)地址時(shí)喜歡額外帶上保持為零的 (Wr/Rd) 位，例如： 0x00 至 0xFE (8 位尋址) 這些數(shù)字全都是偶數(shù)。示波器和監(jiān)視工具 (例如 Total Phase Beagle 協(xié)議分析儀) 使用與本應(yīng)用指南相同的格式，因此自然使用 0x00 至 0x7F，所以我們也這么做。然而，當(dāng)工程師提供一個(gè)地址但并未指明格式時(shí)，請(qǐng)格外注意。給定地址也許需要左移一位，因此看起來(lái)的地址比實(shí)際地址大一倍。 請(qǐng)注意，Read Byte 協(xié)議使用兩次地址，但是在第二次使用的地址之前有一個(gè)重復(fù)開(kāi)始 (Sr) 指示位。重復(fù)開(kāi)始指示位是所有讀交易的組成部分。在本文中，(S) 和 (Sr) 之后必須使用相同的地址。 地址圖 不是所有地址都可用于 PSM 從屬器件，因?yàn)?SMBus 標(biāo)準(zhǔn)保留了某些地址。SMBus 3.0 規(guī)范的附錄 C 有一個(gè)預(yù)分配地址表。沒(méi)必要了解這些地址打算怎樣使用，所以有一個(gè)簡(jiǎn)化的表就夠了。 表 1 所示的 SMBus 地址圖使用了一種簡(jiǎn)單的編碼方法。保守的設(shè)計(jì)僅使用 “用途” (Description) 列中有白色底紋的地址。這就避開(kāi)了所有保留的地址和特殊地址?？赡艹藶?PMBus 3.1 區(qū)域操作添加的地址 0x28 和 0x37 以外，PSM 設(shè)計(jì)可以使用地址列中所有具白色底紋的地址。 表 1：SMBus 地址圖 PMBus 全局地址 還有一些地址由 PSM 使用，不能分配給任何器件，甚至非 PSM 器件也不行，以防引起系統(tǒng)級(jí)問(wèn)題。 第一類(lèi)特殊地址是全局地址，即 0x5A 和 0x5B?？偩€主器件用這些地址一次與多個(gè)器件通信。就 LTC388X 系列而言，地址 0x5A 是不被呼叫的全局地址。就 LTC388XPSM 系列和 LTC297X 系列而言，地址 0x5B 都是被呼叫的全局地址。如果一個(gè) PSM 器件的地址被設(shè)定為兩個(gè)全局地址之一，那么總線主器件向該器件發(fā)送命令時(shí)，總線上的所有 PSM 器件都會(huì)響應(yīng)該命令。LTpowerPlay 也會(huì)出現(xiàn)意想不到的行為。 第三個(gè)全局地址是 0x7C。如果 LTC388X PSM 系列器件的 EEPROM 中有 CRC 錯(cuò)誤，那么這些器件就響應(yīng)這個(gè)地址。因此不要使用這個(gè)地址。 其他全局地址 非 PSM 器件也可能有全局地址。分配 PSM 地址時(shí)，這些地址必須避開(kāi)。 軌地址 有些 PSM 器件有一種稱(chēng)為軌地址的特殊地址。用軌地址可以同時(shí)尋址多個(gè)器件或頁(yè)面。軌地址的主要功能是，使總線主器件能夠用一條命令與一個(gè)軌的幾個(gè)相位通信。例如，設(shè)定多相軌的 VOUT 電壓。 軌地址用一種稱(chēng)為 MFR_RAIL_ADDRESS (0xFA) 的寄存器設(shè)定。這個(gè)寄存器的缺省值是 0x80，這個(gè)值禁止軌尋址。將軌地址設(shè)定為其他任何值都可啟動(dòng)軌尋址。 總線主器件對(duì)待軌地址就像對(duì)待總線上的器件一樣，即使它不是一個(gè)單獨(dú)的器件?？偩€主器件分辨不出二者的差別。因此，軌地址是系統(tǒng)總地址圖的組成部分，一定不能與其他地址相沖突。 通道地址 最后一種特殊地址稱(chēng)為通道地址。這個(gè)地址也像軌地址一樣是用一個(gè)寄存器 MFR_CHANNEL_ADDRESS (0xD8) 設(shè)定的。通道地址給總線增加了一種指向特定頁(yè)面的地址。因此，使用通道地址時(shí)，就不必使用PAGE 寄存器了。 總線主器件對(duì)待通道地址就像對(duì)待總線上的另一個(gè)器件一樣，通道地址不可能與其他地址相沖突???