日前，硅谷创业芯片公司Tachyum公布了一颗神奇的处理器“Prodigy”，号称全球第一颗“通用处理器”(universal processor)，最多拥有128个核心，而且频率高达5.7GHz，着实不可思议。现在，更多细节来了。Tachyum Prodigy处理器采用的是自研架构，64位VLIW架构核心，顺序执行，但对编译器优化后也可做4路乱序执行。

每个核心有另两个1024-bit矢量单元、一个4096-bit矩阵单元、64KB一级指令缓存、64KB一级数据缓存、1MB二级缓存，而且闲置的二级缓存还可以给其他核心用作三级缓存。

顶级型号“Prodigy T16128-AIX”，频率高达5.7GHz，支持16通道DDR5-7200内存，最大容量8TB，还支持64条PCIe 5.0，功耗也高达950W，必须液冷散热。

它主要面向高端AI、HPC领域，AI推理训练性能12PFlops(1.2亿亿次计算每秒)，FP64 HPC计算性能90TFlops(90万亿次计算每秒)——AMD RISC-V MI250X计算卡可以跑到96TFlops，而且只需560W。

支持双路、四路并行，也就是单系统最多可以做到512个核心、32TB内存。

另外三颗128核心，分别叫做T16128-AIM、T16128-AIE、T16128-HT，频率分别为4.5GHz、4.0GHz、4.5GHz，功耗分别为700W、600W、300W，其中HT版本内存频率降至DDR5-6400。

64核心有两款，T864-HS、T864-HT，频率分别5.7GHz、4.5GHz，支持八通道DDR5-6400、32条PCIe 5.0，功耗都是300W。

32核心也有两款，T832-HS、T832-LP，频率分别5.7GHz、3.2GHz，后者内存频率降至DDR5-4800，功耗分别为300W、180W。

不过，Tachyum至今还没有一颗硅片，一切顺利的话预计8月中旬完成流片，使用台积电N5P 5nm增强版，核心面积预估不超过500平方毫米，12月份获得第一颗硅片。

这次现场展示的，还是用FPGA模拟的平台，四颗模拟八核心。

即便第一代还停留在PPT上，Tachyum已经开始展望下一代了：台积电N3 3nm，支持PCIe 6.0，同等功耗下性能翻一番！

来源：快科技

Michael Peters，高级应用工程师

本系列文章分为两部分，这是第一部分。第一部分介绍数字电源系统管理器(DPSM)系列，并说明电流检测的主要方法。另外还会介绍LTpowerPlay^®并讨论电能计量。第二部分探讨高压或负电源上的电流检测及精度，并重点介绍DSPM系列的数字方面。

简介

电路板级设计人员的任务是赋予电路板以生命，监视其健康状况，调整设置，运行诊断，脱机进行检查，在出现问题时排除故障，以及在无事故的情况下有序地关断复杂的电路板。在电源设计和开发的世界里，电源管理可能不仅仅是一种需要，更是一项硬性要求。电源系统管理器聚合了多种功能，例如上电时序管理、故障检测、裕量测试、协调关断、测量电压、测量电流以及收集数据进行分析。使用LTC297x器件测量电源电流是本文的重点¹。

对于为FPGA、CPU、光收发器等高价值器件供电的电源，测量其从电源轨汲取的电流可能很重要。对于这些关键电源轨，电路板设计人员可以通过此数据深入了解其性能。当电流信息被测量到，且电流值为数字格式，那么器件就可以计算功率和电能，系统主机也可以执行独特的计算、从数据中分析趋势、安排任务等。

围绕电流检测这一主题已有许多技术文章和应用笔记问世，但没有一篇是专门针对DPSM的。本文涵盖了模拟和数字方面，并描述了用于测量低压、高压和负电源轨的各种支持电路。

LTC297x DPSM系列

本文的重点是内置电流测量功能的电源系统管理器。表1说明了这些器件之间的差异。

LTC2977/LTC2979/LTC2980/LTM2987可配置用来监视电流，但存在一些限制。只有奇数通道支持电流测量，并且测量值以未缩放的单位(V)返回。这在第二部分中有更详细的介绍。

本文重点介绍LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975器件，它们能够测量输出电流，并允许系统/软件利用READ_IOUT命令回读以安培(A)为单位的值。

应用笔记AN105：帮助弄懂电流的电流检测电路集合介绍了广泛的电路和使用场景。该集合的一部分适用于ADI数字电源系统管理器。

表1.LTC297x DPSM器件系列

¹ 除非另有说明，本应用笔记中的LTC297x指LTC2971、LTC2972、LTC2974、LTC2975、LTC2977、LTC2979、LTC2980和LTM2987，而不包括LTC2970。

PSM基础

电源系统管理器提供关于电源的关键电压和电流读数的数字视图。这是该产品系列的一个强大特性：系统主机或LTpowerPlay可以支持电路板初始启动、调试、验证或收集基线数据，或者寻找趋势。虽然一些电源通道不需要精确的电流读数，但许多关键的输出通道需要高度精确的电流测量。

本文将介绍各种电流检测选项，包括成本、复杂性和精度之间的权衡。

图1.LTpowerPlay中的READ_IOUT遥测曲线

电流检测选项

LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975管理器能够精确测量输出电流。应尽可能使用这些器件，因为它们具有专用的电流检测引脚和PMBus命令，可提供以安培为单位的遥测值。

图2.使用串联分流器进行电流检测

例如，将I_SENSE线连接到分流器，配置几个寄存器，剩下的工作由芯片完成。芯片会将测得的电压转换为电流值。LTpowerPlay将电流实时显示为数值和遥测曲线。

图3.用于输出电流测量的PMBus寄存器设置

也可以使用LTC2977/LTC2979/LTC2980/LTM2987来测量输出电流，但是，READ_IOUT命令返回的是电压，必须由系统主机或LTpowerPlay将其转换为安培。实践中，这意味着固件（而不是芯片）必须存储串联分流器的值。

串联分流电阻并非检测电流的唯一方法。表2总结了DPSM系列可用的电流检测选项及其权衡。精度、成本、电路板空间和其他因素也需要考虑。

表2.电流检测选项总结

分流电阻检测

最常见的检测方法是使用分流电阻，有时也称为检流电阻。无论DC-DC转换器是开关稳压器还是线性稳压器，分流电阻都与输出串联。反馈电阻分压器连接到输出节点，使得分流器位于反馈环路内，这样当施加负载电流时，稳压器就能补偿分流电阻的IR压降，从而显著提高负载调整率。

图4.反馈回路内的检测电阻

用于将电压转换为电流的PMBus命令称为IOUT_CAL_GAIN。这是分流电阻的标称电阻。芯片通过I_SENSE引脚测量分流电阻上的小电压降，在内部执行转换，并使用READ_IOUT命令返回输出电流。芯片检测到的实际电压可通过MFR_IOUT_SENSE_VOLTAGE命令获得。芯片使用以下公式计算输出电流：

使用阻性分流器时，将MFR_IOUT_CAL_GAIN_TC值设置为制造商的规格以补偿温度变化。通常，大于10 mΩ的分流器具有较低的温度系数：<100 ppm/°C。

数据手册规格中列出了I_SENSE引脚上产生的最大差分检测电压。大多数LTC297x器件的差分电压以±170 mV为限，这为大多数应用提供了足够的范围。最大检测电压计算如下：V_SENSE = R_SNS × I_OUT(MAX)。通常，首先确定最大检测电压，R_SNS电流检测电阻计算如下：R_SNS = V_SENSE / I_OUT(MAX)。选择的最大检测电压应是一个足够大的信号，但又不会在输出路径中造成功耗问题或IR压降。50 mV至80 mV是一个很好的最大检测电压。选择电流检测电阻的物理尺寸，其功耗额定值应大于检测电阻的计算功耗：P_D = R_SNS × (I_OUT(MAX))²。

一种相关方法是增加一个以地为基准的电流检测放大器(CSA)，其提供单端输出，该输出被馈送到管理器的电流检测引脚。这种方法通常用于对高于大多数LTC297x管理器的6 V限值的电压轨进行电平转换。CSA应具有良好的高端共模性能。通常从被检测的电压轨和GND为此类器件供电。本文第二部分会详细介绍这种方法。

图5.用于更高电压轨的电流检测放大器

ADI公司提供了许多易于使用且小尺寸的非PSM μModule^®器件。PSM管理器是很好的配套器件，可控制上电时序并实施监控。大多数μModule器件都有内置电感，但有些还集成了上方反馈电阻，因此无法在反馈环路内添加外部分流电阻。应当选择允许使用外部上方反馈电阻以获得最高电压精度的µModule器件。

电感DCR检测

DCR检测是一种通过降压稳压器的输出电感检测电流的方法。电感可以用理想电感和一个称为DCR的串联电阻来建模（见图6）。这通常是高电流(>20 A)电源轨的首选方法。增加的阻性分流器是一个额外的元件，会消耗功率并产生热量。

要在电感上进行检测，必须能够接触到电感的两端，并且必须在检测点和LTC297x检测引脚之间插入一个滤波器网络。滤波器网络是一个两级差分RC低通滤波器。为了方便和减小尺寸，可以使用4元件电阻阵列。电阻值的选择应使IR压降足够小，以防止LTC297x输入电流造成误差，同时又足够大，以使电容值小于1 μF。

LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975数据手册提供了关于选择RC值的指南。

示例：

假设L = 2.2 µH，DCR = 10 mΩ，f_SW = 500 kHz

令Rcm1 = Rcm2 = 1 kΩ

图6.使用2极点低通滤波器的DCR电感检测

DCR检测可实现电流的无损测量，但由于电感绕组电阻或DCR的差异，精度会受到影响。电感DCR规格高达±10%或只有一个最大值的情况并不少见。实际的DCR值会因电感和批次而异。

另一种滤波方案仅使用两个电阻和两个电容，因而元件数量从八个减少到四个，但滤波器的性能不如图7所示的好。

图7.使用简化低通滤波器的DCR电感检测

PMBus配置

要利用PMBus命令配置LTC297x，可使用IOUT_CAL_GAIN命令设置分流电阻或电感DCR的标称值。对于铜线缠绕的电感，DCR会随着电感温度升高而增加，这会在READ_IOUT读数中引入误差。使用MFR_IOUT_CAL_GAIN_TC命令设置铜的温度系数可补偿此误差。在数据手册中，该值的默认值为3900 ppm/°C。用户可能需要调整该值以匹配电感，因为当导线是合金而非纯铜时，此参数可能会大幅改变。MFR_IOUT_CAL_GAIN_THETA表示热时间常数，可对其进行设置。LTC297x数据手册详细介绍了这些内容。

必须将温度传感器（二极管连接的双极性晶体管）靠近电感放置，以实现更准确的电流温度补偿。LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975器件具有连接到传感器的T_SENSE引脚。

IMON

IMON引脚在许多稳压器（包括开关和线性）中越来越受欢迎。这些稳压器有一个电流检测输出引脚，藉此可监视稳压器的负载电流。IMON方法的优点在于它是无损的，并且无需担心共模电压，因为LTC297x I_SENSE引脚不连接到V_OUT。IMON引脚是单端输出信号，代表输出电流的一小部分，它可以是电压输出或电流输出，需要一个电阻连接到GND。电流输出IMON引脚允许用户选择电阻值，从而设置最大满载电压。

单端电压可以是比电流分流器或电感DCR两端产生的电压大得多的信号。LTC2972和LTC2971器件甚至有一个配置位来支持更大的信号电平，它被称为imon_sense位。该位位于MFR_CONFIG命令中，是一个分页命令。

图8.MFR_CONFIG寄存器中的IMON位

选择的IMON电阻值应使得在所有负载条件下都能提供宽动态范围。一般情况下，IMON精度在中负载和重负载电流条件下较好，但在轻负载下会下降。有关更多详细信息，请查阅稳压器的数据手册规格。

图9.PSM利用IMON测量电流

一些稳压器将限流功能与IMON引脚结合在一起，该引脚可称为IMON/ILIM。请注意，所选的IMON电阻值不应使得IMON电压在满载时会激活限流电路。示例包括线性稳压器，例如LT3072和LT3086。其他例子有LT3094和LT3045等，一个ILIM引脚起到限流作用，可用作输出电流监视器。对于某些开关稳压器，该引脚可称为IMON，内置的限流功能可能并不明显。示例包括LT8652S和LT8708。限流电路具有折返功能，不会关闭输出。若要关闭输出，LTC298x会检测过流状况并将VOUT_EN拉低，从而禁用稳压器输出。

输入电流检测

一个电源系统可能有一个输入电源，其为多个下游稳压器供电。输入电源电流可由LTC2971、LTC2972或LTC2975进行测量。使用LTC2971/LTC2972/LTC2975测量IIN非常简单，因为这些器件原本就有将引脚连接到V_IN电流路径中的检测电阻R_SNS的能力。IIN_SNS引脚的直接接线以V_IN电源为限，对于LTC2972/LTC2975而言，该值<15V；对于LTC2971而言，该值<60V。

图10.V_IN电流和电压检测

无论是测量输出电流还是输入电源电流，都有一个用户可编程PMBus寄存器可将检测电压转换为电流。测量输入电源电流时，使用PMBus寄存器MFR_IIN_CAL_GAIN，然后便可从READ_IIN寄存器读取输入电源电流。

图11.用于V_IN电流测量的PMBus寄存器

我们不仅可以测量电流，还可以测量电压。PMBus命令分别为READ_IIN和READ_VIN。利用电流、电压和时基，LTC2971/LTC2972/LTC2975还能计算输送给系统的功率和电能。蓄能器将在下一节中描述。

LTC2971能够检测60V电源轨上的输入电源电流。IIN_SNS引脚可以直接连到电源输入上的检测电阻。对于24V以上的电源电压，建议使用降压稳压器通过VPWR引脚为LTC2971供电，这样可节省功率并避免LTC2971自发热。由于V_PWR × I_PWR会产生功耗，可能导致芯片温度升高到预期以上。ADP2360具有一个固定5 V选项，可为降压稳压器提供低成本、小尺寸的解决方案。

图12.使用LTC2971检测高压V_IN电流和电压

电能计量

监视电能使用可能很重要。无论输入电源是开关稳压器、太阳能电池板输出还是电池电源，了解系统消耗的总电能可能很有用。LTC2971/LTC2972/LTC2975能够检测输入电源的高端电流。此特性允许管理器测量输入电源电流。LTpowerPlay对于探索与输入电源电流和电能读数相关的特性非常有用。选择READ_EIN命令后，遥测窗口就会显示电能累计结果的实时曲线。

图13.LTpowerPlay绘制的实时电能图

电表还会测量输入电源电压，因此也能够报告输入功率。由于电能是功率和时间的乘积，因此累计电能是根据管理器的内部时基提供的。GUI右上角显示的仪表提供了更多信息。指针是输入功率（以瓦特为单位）的实时指示器，较小的五个刻度盘显示总累计电能，类似于家用电表。为方便起见，还提供了数字读数。

图14.LTpowerPlay中的电表

LTpowerPlay提供一个简单易懂的界面，其中汇集了输入和输出电流、电压、功率、电能读数。

输入电流、输入电压、输入功率和输入电能可以表格形式查看，这些值显示在GUI的遥测部分。MFR_EIN寄存器保存累计电能值（以毫焦耳为单位）。还有一个电能累计器处于活动状态的总时间，显示为MFR_EIN_TIME寄存器。当单位从mJ变为J再到kJ时，GUI会自动更新所显示的SI前缀。

图15.与输入电源电压、电流、功率和电能相关的遥测视图

表3总结了可以从LTC297x回读的所有遥测数据。寄存器是I²C/PMBus字读取，但MFR_EIN寄存器除外，它是块读取。

表3.遥测总结

1. 如果设置了adc_hires位，则READ_VOUT值以mV为单位返回。L11格式。

2. 块读取，包括以mJ为单位的电能值和以ms为单位的经过时间。

作者简介

Michael Peters是ADI公司电源系统管理器件方面的高级应用工程师。他在模拟和数字电路领域拥有30多年的经验，包括在以前的公司从事存储器件工作的经验。他毕业于密歇根大学安娜堡分校，获电气工程学士学位。联系方式：michael.peters@analog.com。

中国领先的车载逆变器供应商珠海英搏尔电气股份有限公司率先引入了英飞凌科技股份公司（FSE代码:IFX / OTCQX代码: IFNNY）最新推出的750 V车规级IGBT ，包括AIKQ120N75CP2 和 AIKQ200N75CP2两个型号。这款分立式IGBT EDT2器件采用TO-247PLUS封装，可以提升电动汽车主逆变器和直流链路放电开关的性能，并节约系统成本。除此之外，它们还能够为设计师提供更大的自由度，有助于实现系统集成。

Enpower

英搏尔MCU技术总监刘宏鑫表示，“英搏尔坚定不移地遵循使用分立式器件设计电机控制单元（MCU）的技术路线，不断开发出高性价比的产品，从而始终保持英博尔MCU在市场上的竞争优势。英飞凌业界领先的分立式IGBT与上一代产品在封装上相互兼容。此外，它还具有更高的电流密度、超低饱和压降和出色的并联性能，将英博尔产品的功率密度提高了20%以上，帮助我们进一步增强了产品的竞争优势。”

英飞凌科技汽车大功率分立器件及芯片产品线负责人Robert Hermann博士指出：“很高兴我们能与英搏尔进行紧密的合作并取得了成功。该项目进一步突显了英飞凌在逆变器应用领域的优势地位。我们可以利用自身的技术专长和对系统的理解，为市场带来完美符合客户需求的创新解决方案。”

EDT2技术已成功推向市场，并树立了新的行业标杆。它采用TO247封装，专门针对分立式汽车牵引逆变器进行了优化。分立式EDT2 IGBT在100°C的温度条件下运行时，额定电流通常为120 A或200 A。这两款型号的新产品进一步丰富了英飞凌车规级分立式高压器件的产品阵容。采用分立式器件的逆变器在可扩展性、灵活性和系统总成本方面更具优势。

除此之外，750 V EDT2技术还可带来高性能的系统设计。额定电流为200 A的AIKQ200N75CP2，在采用TO247Plus封装的分立式IGBT产品中堪称出类拔萃。因此，仅需少量的并联器件，便可实现既定的目标功率等级，同时还可提高功率密度，降低系统成本。凭借出色的品质，英飞凌IGBT成为可靠的逆变器系统的重要组成部分。

关于英搏尔：

珠海英搏尔电气股份有限公司是中国一家专注于新能源汽车动力系统研发和生产的领军企业。公司为吉利汽车、上汽通用五菱、长安汽车、北汽、江淮、威马、小鹏、福特、采埃孚等公司提供驱动电机、电机控制器、车载充电器、DC-DC转换器等新能源汽车动力系统核心零部件和服务。英搏尔的产品可应用于新能源车、混合动力车型、电动工程机械、越野车等领域。

关于英飞凌

英飞凌科技股份公司是全球领先的半导体解决方案提供商，致力于让生活更便捷、更安全、更环保。英飞凌的微电子技术是通向美好未来的关键。英飞凌在全球拥有约50,280名员工，2021财年（截至9月30日）的收入约为111亿欧元。英飞凌在法兰克福证券交易所（股票代码：IFX）及美国场外交易市场OTCQX International Premier（股票代码：IFNNY）上市。

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英飞凌中国

英飞凌科技股份公司于1995年正式进入中国大陆市场。自1995年10月在无锡建立第一家企业以来，英飞凌的业务取得非常迅速的增长，在中国拥有约2600名员工，已经成为英飞凌全球业务发展的重要推动力。英飞凌在中国建立了涵盖研发、生产、销售、市场、技术支持等在内的完整的产业链，并在销售、技术研发、人才培养等方面与国内领先的企业、高等院校开展了深入的合作。

2022年6月10日 – 专注于引入新品的全球半导体和电子元器件授权分销商贸泽电子 (Mouser Electronics)  自豪地宣布荣获创新连接器解决方案知名设计和制造商Hirose Electric USA颁发的2021年度分销商大奖。这个年度分销商奖旨在表彰在销售额和增长率，以及客户服务和满意度方面表现突出的分销商。

Hirose Electric USA首席营销官兼销售和运营高级副总裁Mark Kojak表示：“Hirose每年都会表彰表现突出的分销合作伙伴，感谢他们为达成我们共同目标所作出的承诺和创造的宝贵价值。2021年，贸泽再次帮助Hirose实现了惊人的销售增长率。贸泽作为Hirose的重要合作伙伴，一直在帮助客户解决市场和应用领域不断涌现的各种挑战，为双方公司都创造了巨大价值。我们很高兴连续第二年授予贸泽这个奖项。”

贸泽电子的亚太区市场及商务拓展副总裁田吉平女士表示：“能获得这一奖项，我们倍感荣幸，这是对我们两家公司通过辛勤工作和创新实现双赢的肯定。我们长期的合作关系令双方都受益匪浅，实现了双赢。再次感谢Hirose对我们的认可与肯定。”

从设计链到供应链^TM，贸泽提供了Hirose的全系列新品，包括C.FL系列轻质小型同轴连接器、ZE064W小型防水车载连接器、DF40T车载板对FPC连接器，以及BK13C薄型混合FPC对板连接器。

如需进一步了解Hirose，敬请访问https://www.mouser.cn/manufacturer/hirose/。

作为全球授权分销商，贸泽电子库存有极其丰富的半导体和电子元器件并支持随时发货™。贸泽旨在为客户供应全面认证的原厂产品，并提供全方位的制造商可追溯性。为帮助客户加速设计，贸泽网站提供了丰富的技术资源库，包括技术资源中心、产品数据手册、供应商特定参考设计、应用笔记、技术设计信息、设计工具以及其他有用的信息。

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关于贸泽电子 (Mouser Electronics)

贸泽电子隶属于伯克希尔哈撒韦集团 (Berkshire Hathaway) 公司旗下，是一家授权电子元器件分销商，专门致力于向设计工程师和采购人员提供各产品线制造商的新产品。作为一家全球分销商，我们的网站mouser.cn能够提供多语言和多货币交易支持，分销超过1200家品牌制造商的680多万种产品。我们通过遍布全球的27个客户支持中心，为客户提供无时差的本地化贴心服务，并支持使用当地货币结算。我们从占地9.3万平方米的全球配送中心，将产品运送至全球223个国家/地区、超过65万个顾客的手中。更多信息，敬请访问：
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关于Hirose Electric Company

Hirose Electric Company是一家专注于连接器的制造商，作为电子连接领域的先驱者已有 70 多年的历史。Hirose 凭借其真诚、谦逊、智慧的经营理念，始终保持着高质量、高效率，赢得了忠诚的客户群。Hirose 还致力于生产环保型的连接器，如同轴连接器、FFC/FPC 连接器、单排/双排连接器。