电源管理2.0

电源管理2.0

随着电路板尺寸越来越大,变得越来越复杂,所需的设计权衡变得越来越难以为继,电路板电源管理部分的灵活性和可控性经受的制约越来越严重。这样一来,电路板的启动时间大大增加。我们需要全新的解决方案将现有方案中最好的部分结合到一起,实现灵活、可靠和低成本的统一架构。

分布式电源管理架构通过使用低成本模拟传感和控制(ASC)电源管理元件让设计工程师不用再苦恼于电路板设计中的这些权衡。上述器件可与现有的CPLD结合使用,实现所有的硬件管理功能,如电源和温度管理以及控制路径和内务处理功能。

莱迪思L-ASC10是一款具有电源、温度和控制路径子块的硬件管理扩展器。它可以与控制PLD一起使用,如我们的低成本MachXO2MachXO3系列,为电路板实现硬件管理功能。

L-ASC10远程传感和控制元件

L-ASC10远程传感和控制元件

L-ASC10 提供三种模拟传感通道:

  • 10个电压传感通道(9个标准电压通道和1个高电压通道)
  • 2个电流传感通道(1个标准电压通道和1个高电压通道)
  • 3个温度传感通道(2个外部和1个内部)

它还提供3种控制输出:

  • 9个开漏输出,用于使能DPOL和APOL
  • 4个MOSFET驱动器,驱动2个或更多负载IC,以满足其时序要求
  • 4个DAC,用于实现APOL的微调和裕度功能

每个模拟传感通道都通过2个独立可编程的高精度比较器进行监控,支持过低/过高/窗口-比较监控功能。在ASC和控制PLD之间通过一根3线串行总线(TX / RX / Ck)实现通信,使得CPLD中的硬件算法逻辑能够可靠地读取电源、电流和温度的状态,实现可靠的电路板电源管理功能。

使用ASC和MachXO2/3实现的硬件管理系统

使用ASC和MachXO2/3实现的硬件管理系统

使用一根串行总线监视和控制多个电源可大大减少所需的PLD I/O。在分布式硬件管理架构中,控制PLD使用多个外部ASC器件来监控电源电压,将“Enable”/“Disable”指令发送到DC-DC电源,并执行其他内务处理功能。

优点:

  • 普通3线总线需要的控制PLD I/O引脚数量最少
  • 简化的PCB走线可减少电路板拥塞的问题
  • 整套系统可以在单一设计环境(GUI或VHDL / Verilog)中实现
  • 高度可扩展的分布式架构——可以重复使用同一个设计来加快产品上市进程
  • 通过ASC内集成的电压、电流和温度监控功能降低解决方案成本
  • 组合功能减少设计用时
  • 通过莱迪思的标准电源调试工具减少电路板调试时间

随着板级系统日趋复杂,用于电路板电源管理部分的设计和调试所占的人力和BOM成本已不成比例。使用控制PLD和ASC来实现所有电源管理功能有助于缓解这种“复杂程度的噩梦”,而且不会增加成本或拖慢上市进程。

全新的电源管理方法:通过3线串行高速链路将控制PLD与低成本传感元件相连的分布式硬件管理架构可降低设计复杂性、电路板空间要求和BOM成本。该架构可通过模拟和数字设计工程师各种常用的工具来实现。

现如今复杂的ASIC/SOC/CPU功耗、温度和控制路径功能需要以协调一致的方式进行管理,让电路板能够以最佳的状态工作。传统使用分立元件构建的解决方案面临着各种权衡,会导致设计和调试用时的增加,有时甚至导致无法重现的电路板故障,并会在大规模生产过程中偶尔出现行。这种全新的硬件管理系统解决了传统方案中存在的所有缺点,并提供适用于各类应用的最佳解决方案,使电路板设计更易于实现、调试和重复使用。

来源:http://www.latticesemi.com/zh-CN/Blog/2017/August/PowerManagement20.aspx