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新一代PCI背板电源管理需求

作者: 时间:2008-08-26 来源:网络 收藏

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/258631.htm
热插拔电源控制

-X可广泛用于各种平台、笔记型电脑、桌上型电脑、伺服器和工业系统。笔记型电脑和桌上型电脑大都以做为内部资料汇流排;外部装置连线则采用USB、Firewire、PCMCIA、Cardbus或是Express Card。这些装置都有自己的电源管理和装置热抽换(Hot Swap)协定。

PCI和PCI-X也能在系统不关机时移除连接装置;这种热插拔(hot plug)功能是伺服器等高可用性(high-availability)系统,在不中断作业条件下进行维修服务的关键。设计人员必须利用系统驱动程式和硬件才能提供完整的PCI热插拔功能。

PCI热插拔扩充槽的插座与传统PCI扩充槽完全相同;它上面也有电路板内锁开关、电路板服务要求按钮、以及标准的电路板状态指示灯。电路板的管理与控制是由标准热插拔控制器(Standard Hot Plug Controller,SHPC)负责;它会监测扩充槽开关、命令扩充槽启动或关闭电源、启动或关闭汇流排开关、将资料绕过已关闭电源的扩充槽、以及管理扩充槽指示灯的灯号状态。另一颗称为热插拔电源控制器(Hot Plug Power Controller,HPPC)的功率模拟元件则会负责切换扩充槽电源。

HPPC可提供不同的电源和模拟功能;例如扩充槽开关的电压跳动消除(debouncing)和缓冲、电路板种类判断、选择适当的扩充槽VIO电压、切换扩充槽的+12V、+5V、+3.3V、Vaux和-12V电源、驱动扩充槽匯流排开关、以及驱动扩充槽指示灯。HPPC还可为每个汇流排电源提供限流功能,以防止故障电路板造成过载或电压下降。

TPS2363热插拔电源控制器可为PCI Express提供热插拔功能。这颗元件可以切换两个扩充槽的Vaux、+3.3V和+12V主电源、监测两个扩充槽的内锁和服务要求开关;它还能在任何电源发生过载时,立即切断扩充槽连线以保护电源不受损害。

面对实际问题

现代逻辑元件已能承受来自电源的大电流突波,开关速度更达到500ps以内。实际限流电路必须在必要时提供瞬间大电流,扩充槽电流达到危险水准一段时间后,也要能迅速切断扩充槽电源;否则激增的扩充槽电流可能导致背板电压下降,进而影响背板其它装置的正常作业。

电流感测零件和导线的布局也很重要。图2是电流感测电阻与HPPM之间的较佳连接方式。


图2:以Kelvin连线方式将电流感测电阻连接至电流感测电路,以避免大电流通过电路板线路时产生过多电压降。图中显示两种取代Kelvin连线的较佳方式。电路板的电流感测线路必须是间距极小的等长平行路径,以避免邻近大电流线路而产生磁耦合。为防止出现假的电流故障,设计人员应选择串联电感很小的电流感测电阻;这表示应避免使用含有钴、镍或铁的电阻。元件的3VS和3VIS接脚之间应连接一颗陶瓷电容,它能在假的电流故障出现时协助消除噪音。

针对高密度的电路板零件布局,工程师应选择能直接放在PCI插座之间的高密度单列式功率封装(inline power package)。举例来说,TPS2343就采用80只接脚的TVSOP封装,其接脚末端宽度不到8.5釐米。

未来展望

串列汇流排已开始出现在现代电子系统,并与传统并列汇流排分庭抗礼;这两种汇流排在短期内仍须携手共存。串列汇流排没有资料路径歪斜的问题,故能采用更弹性的绕线和连接座设计。接脚数目的减少使串列汇流排体积更为精巧;然而电源路径安排以及电源安全保护对于串列汇流排仍然极为重要。

半导体技术虽可将更多功能整合至更低成本元件,连接座和其它机械零件却日益昂贵。现在正是串列汇流排取代并列汇流排的转折点。虽然PCI Express成本已降至PCI-X的水准,未来还会更低;但是PCI、PCI-X 1.0和PCI-X 2.0仍拥有低成本、回溯相容性、和易于实作等优势,这也意味着它们仍将在市场上风光一段时间。


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关键词: PCI 背板电源

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