面向系统的板级电源管理方法：CompactPCI电路板的电源管理案例研究

　　相反，当热插拔控制器检测到电路板正在从系统中拔出，在电源连接器断开之前，必须确保电路板边缘的电源已脱开。不这样做话就会在背板的电源上产生电弧和瞬变，可能会干扰其他正在运作的电路板。

　　在实际的热插拔控制系统中，即便是一个简单的系统，还有其他一些重要细节可能需要控制器进行处理，例如如果未能妥善处理过流检测的情况，可能影响系统中的其他电路板。如果对于cPCI系统使用专用功能的cPCI热插拔控制器，通常提供（但不总是）上面所述的基本时序和诊断功能。如果电路板能够在一个约束的专门功能的热插拔控制器内工作，这也许是最简单的解决办法。　

　　CompactPCI的电路板电源管理不仅仅是热插拔控制

　　随着板级集成度的不断提升，对电源管理的作用和复杂性的要求也越来越高。多个器件可能需要遵循特殊的上电和断电时序。甚至使用多个电压支持核和I/O电路的单芯片可能需要专门的时序。通过使用DC-DC转换器及负载点(POL)稳压器，往往是在本地电路板上提供多个电源，并可能需要单独的监测和控制功能。　

　　设计用于不间断计算和通信应用中的系统带来了额外的电源管理问题。例如，电路板上一个子系统中的一个元件失效时，它可能只需要能够关闭有故障的子系统，而允许电路板上的其它子系统继续工作。

　　实现设计的一种方式是开始用一个或多个'标准'的电源管理集成电路，支持所需的单个功能，然后再设计一个协调它们运作的系统。根据协调的复杂性，实现可能是简单的粘合逻辑，或复杂的微控制器和支持固件（图2）。

　　图2电源管理系统可以通过组合标准的电源管理集成电路与顶层控制功能来实现。虽然简单设计是可行的，当人们试图提供独立控制器的各种功能和接口需求时，这种方法很快变得无法控制。

　　虽然这种ad-hoc方式可能会形成一个有用的设计，但是可能由于未使用的功能和复制的功能，以及大的封装而造成不必要的费用。此外，即使最终能够与微控制器相协调，这种解决方案的硬连线的性质会使人难以逐步修改设计来解决问题，或支持产品的迁移。

　　面向系统的方法

　　取代从一个或多个预先定义的控制器集成电路实现电源管理系统的方法，更有效的方法是首先考虑需要那些基本功能，以支持电源管理系统。这些功能可以分为支持硬件测量和控制的资源，支持时序和组合处理创建的逻辑运算。表1列出了需要实现电源管理的最常见的部分功能。

　　表1 通用电源管理功能

　　分解电源管理系统的要求至上述功能可以更容易、简洁地定义设计。第一步是确定所需关键功能的类型和功能，如电压和电流监测点和数字I/O。下一步是确定对每个资源的具体要求。对于图1假设的cPCI电源系统，需要以下的资源（表
　　

　下面的设计实例将使用莱迪思半导体公司的ispPAC Power Manager II系列，ispPAC-POWER1220AT8。基于工业标准的基于宏单元的CPLD架构，这个器件针对电源管理应用进行了优化，集成了专门的I/O，如可编程电压监视输入和high-side　MOSFET驱动器输出功能。图3展示了ispPAC-POWER1220AT8 (U1)的示意图，它和相关器件配置为用作cPCI的热插拔控制器，以及次级电源监控和时序控制器。