可靠、灵活的针对复杂电路板的电源管理解决方案

图2：使用电源良好信号对比电源管理监测实际电源电压

优点：

- 满足所有的定序要求

- 电源的数量可扩展

- 电源上电或电源关闭的定序算法的大小/复杂性没有限制

- 定序算法可以与电源定序之间的监控信号（电源良好/故障电压指示）交错

- 由任意数量的数字输入控制定序和监测算法

- 在现场系统可以更新定序算法而不中断电路板的工作

缺点：

- 有效的“电源良好”信号并不意味着电源工作在集成电路正常工作的范围内。大多数DC-DC转换器的电源良好信号有8％至20％的监测误差。但是大多数集成电路的电源容差是在3至5％之间。例如，1.2V电压的实际电压（核电压）可以低于额定值的10％（1.08V），但DC-DC转换器电源良好信号可以指明电源是好的，CPLD可能未激活其复位信号。因此，CPU可能会挂起，并重写闪存的一个部分（闪存讹误）。DC-DC转换器的电源良好信号不应该被用来作为电源电压故障指示，产生监控信号，诸如“复位”或“低电压中断”。

- 即使电源电压处于运行容差之前，通常一些集成电路是能够工作的，。因此，定序算法等待一个额外的时间，使该集成电路板可靠地启动。

- 增加软件的调试时间- 由于精度差的CPU的电源良好信号和存储器电源，会发生闪存讹误的情况。很难区分是软件错误，还是由于故障电源引起的意想不到的程序执行情况。因为没有办法确定硬件的电源故障，在归咎于故障电路板之前，软件工程师浪费了时间，责怪由于闪存讹误产生了软件错误。这可能会导致产品发布时间的延迟。

用Platform Manager实现分布式检测和集中控制

图3展示了远程传感和实施集中控制。这种架构类似图2所示的电路方案。由于比较器和ADC的整合，这种方案需要的元件数量最少。此解决方案使用了一片莱迪思的Platform Manager和两片莱迪思的Power Manager集成电路，实现了多达36个电压的电源管理。

莱迪思的Platform Manager器件集成了对12个电源电压的监测，一个48宏单元的CPLD和一个640 LUT的FPGA。Power Manager器件可用于检测和控制多达12个负载电源。整个电源管理算法在Platform Manager内的FPGA部分实现。Platform Manager还支持电源的微调和裕度调整。

图3使用Platform Manager的分布式电压检测和集中控制

优点：

- 完全灵活的定序支持多达36个电压，因为在FPGA内实现中央电源管理。对每个电源故障情况的时间调整或定序响应没有限制。

- 可靠无折衷的产生灵活的监控信号，因为电压监测精度为0.7％。此外，因为Platform Manager 和Power Manger器件支持差分电压检测，精度不会因为电路板任何部分之间的接地电压差而受到影响。

因为所有电源故障状态都被发送到FPGA，对任何故障的算法响应用100微秒的时间，能够立即产生监控信号。这样的速度，再加上很高的监测精度，最大限度地减少了闪存讹误的机会。

- 电路板上任何电源故障或其他任何故障可以在100微秒内记录到非易失性存储器。这将确保故障捕获情况中包含了主要故障。

- 电源管理算法可以使用HDL代码实现或使用简化的算法开发工具，称为LogiBuilder来实现。可以对该程序充分进行模拟，对算法可以进行微调：最大限度地减少电路板由于错误而重新返工的风险。

电源管理算法可以在系统内更新，而不中断电路板的工作。该器件还存储了一个“golden image”，所以如果在系统更新被中断，电路板的电源被重新启动，该电路板使用这个golden image重新工作。

Platform Manager 和the Power Manager之间的通信很简单，莱迪思提供了参考设计。用户只需添加此参考设计到实际的电路板的电源管理算法。该参考设计提供自动管理所有器件之间的通信，而不干预主要电源的管理算法

总结

要求CPLD对电路板上超过12个电压实现电源管理功能，如定序，复位产生等功能。这些设计取决于电路板上按装的DC-DC转换器产生的电源良好信号，用以监控这些电压。然而，精度差的这些电源良好信号会导致电路板功能的可靠性大大降低。增加电路板的可靠性可以通过用精确的比较器替代这些电源良好信号，监控DC-DC转换器的实际输出电压。

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