我們可以在基站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器和存儲(chǔ)等云基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備以及集成電路 (IC) 測(cè)試儀、示波器等測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用中找到需要調(diào)節(jié)、排序和監(jiān)控的具有多個(gè)低壓軌的硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)分析儀。

電源管理總線 (PMBus) 數(shù)字接口是一種流行的接口，TI 擁有完整的 PMBus 電源解決方案，適用于前端使用 48V DC、12V DC或其他低壓 DC 軌作為中間總線的系統(tǒng)；見(jiàn)圖 1。

圖 1：48V 至負(fù)載點(diǎn) PMBus 電源系統(tǒng)

多軌系統(tǒng)中完整的 PMBus 解決方案的好處很多：易于使用；減少設(shè)計(jì)時(shí)間（因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)重新配置片上非易失性存儲(chǔ)器 [NVM] 在幾秒鐘內(nèi)生成新設(shè)計(jì)）；減少整體組件數(shù)量和總解決方案成本；通過(guò)單一圖形用戶界面 (GUI) 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一無(wú)縫的設(shè)計(jì)和編程方法；通過(guò) PMBus 裕度調(diào)整更簡(jiǎn)單的電路板特性；并通過(guò)電壓、電流、溫度、功率和故障監(jiān)控改進(jìn)診斷。

24 軌UCD90240和新型 32 軌UCD90320等多軌 PMBus 排序器/管理器可以使用 TI 的Fusion Digital Power ? GUI對(duì)多達(dá) 32 個(gè)軌進(jìn)行排序、裕度、監(jiān)控和報(bào)告故障。它們也可以四個(gè)堆疊，最多 128 個(gè)軌道，如果需要，通過(guò) SYNC_CLK 引腳進(jìn)行管理。

UCD90240 是一款采用緊湊型 9mm × 9mm 晶圓級(jí)球狀引腳柵格陣列 (BGA) 封裝的 24 電源軌 PMBus 可尋址電源排序器和系統(tǒng)管理器。該器件提供以下引腳：24 個(gè)模擬監(jiān)視 (MON) 引腳，可通過(guò)兩個(gè) 12 位 ADC 引擎來(lái)監(jiān)視電源電壓、電流或溫度；24 個(gè)專用使能 (EN) 引腳，用于控制電源軌開(kāi)啟/關(guān)閉；24 個(gè)專用裕度調(diào)節(jié)引腳，用于閉環(huán)裕度調(diào)節(jié)；12 個(gè)邏輯 GPO (LGPO) 引腳，支持靈活的布爾邏輯和狀態(tài)機(jī)功能；以及 24 個(gè) GPIO 引腳，可配置為 GPI、GPO、系統(tǒng)復(fù)位、級(jí)聯(lián)故障引腳和看門狗 I/O 等。

24 個(gè) EN 引腳和 12 個(gè) LGPO 引腳可配置為電平有效驅(qū)動(dòng)或開(kāi)漏輸出。非易失性事件記錄功能可在電源斷電后保存故障事件。 黑盒故障記錄功能會(huì)在首次發(fā)生故障后保存所有電源軌和 I/O 引腳的狀態(tài)。憑借級(jí)聯(lián)功能，通過(guò)一條 SYNC_CLK 引腳連接即可輕松管理多達(dá) 96 個(gè)電壓軌。 故障引腳功能可對(duì)級(jí)聯(lián)的各器件加以協(xié)調(diào)，以提供同步的故障響應(yīng)。 引腳選擇電源軌狀態(tài)功能最多可通過(guò) 3 個(gè) GPI 來(lái)控制多達(dá) 8 個(gè)用戶定義的電源狀態(tài)。

這些狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)高級(jí)配置和電源接口 (ACPI) 規(guī)范中列出的系統(tǒng)低功耗模式。 這個(gè)TI的 融合數(shù)字電源 設(shè)計(jì)軟件是一款基于 PC 的直觀圖形用戶界面 (GUI)，可對(duì)所有系統(tǒng)工作參數(shù)進(jìn)行配置、存儲(chǔ)和監(jiān)視。特性對(duì) 24 個(gè)電壓軌進(jìn)行排序、監(jiān)視和裕度調(diào)節(jié)，采用 9mm × 9mm 小型封裝監(jiān)視和響應(yīng)用戶定義的故障，其中包括過(guò)壓 (OV)、欠壓 (UV)、過(guò)流 (OC)、欠流 (UC)、過(guò)熱、超時(shí)以及通用輸入 (GPI) 觸發(fā)的故障提供靈活的排序開(kāi)啟/關(guān)閉相關(guān)性、延時(shí)、布爾邏輯和通用輸入輸出 (GPIO) 配置以支持復(fù)雜的排序應(yīng)用高精度閉環(huán)裕度調(diào)節(jié)主動(dòng)微調(diào)功能，可改善電源軌輸出電壓精度 高級(jí)非易失性事件記錄功能，可協(xié)助系統(tǒng)調(diào)試 單一事件故障記錄（100 個(gè)條目） 峰值記錄黑盒故障記錄，用于在首次發(fā)生故障時(shí)保存所有電源軌和 I/O 引腳的狀態(tài)可輕松級(jí)聯(lián)多達(dá) 4 個(gè)電源排序器并加以協(xié)調(diào)以提供故障響應(yīng) 易于使用的 Fusion GUI 省去了代碼編寫工作 在線和離線系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì) 在線監(jiān)視和調(diào)試 針對(duì)制造商優(yōu)化 GUI 可編程的看門狗定時(shí)器和系統(tǒng)復(fù)位引腳選擇電源軌狀態(tài) 符合 PMBus 1.2 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用工業(yè)和自動(dòng)測(cè)試設(shè)備 (ATE) 電信及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng) 需要對(duì)多個(gè)電源軌進(jìn)行排序和監(jiān)視的系統(tǒng)

此外，UCD90240 和 UCD90320 具有真正的黑匣子記錄功能，可提供有關(guān)第一次故障時(shí)所有電源軌、通用輸入 (GPI) 和通用輸出 (GPO) 狀態(tài)的詳細(xì)信息，如圖 2 所示。

圖 2：UCD90240/UCD90320 黑盒記錄

UCD90xxx PMBus 定序器/管理器與模擬和 PMBus 負(fù)載點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)器一起工作，為多軌系統(tǒng)提供 PMBus 管理和電壓調(diào)節(jié)解決方案，多軌系統(tǒng)幾乎總是有一個(gè)或多個(gè)高電流專用集成電路 (ASIC)，處理器和/或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)。

負(fù)載需要從 12V 中間總線到其各自電源軌的精確多相降壓轉(zhuǎn)換。典型負(fù)載電流范圍為 50A 至 200A，多相轉(zhuǎn)換器可能需要多達(dá)六相以有效分配功率和熱量，并通過(guò)相位交錯(cuò)減少電感器和輸出電容器的尺寸和數(shù)量。

TPS53667就是這樣一種六相轉(zhuǎn)換器。

多軌 UCD90xxx PMBus 排序器如何與設(shè)計(jì)中的多個(gè) PMBus 穩(wěn)壓器結(jié)合在一起？在TI設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的PMBus系統(tǒng)的企業(yè)級(jí)以太網(wǎng)參考設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的例子，如圖3。

該設(shè)計(jì)采用 PMBus 定序器、PMBus 熱插拔 IC（用于輸入電流）和八個(gè)模擬和 PMBus 穩(wěn)壓器，包括一個(gè)四相 PMBus 降壓控制器和一個(gè)雙倍數(shù)據(jù)速率 (DDR) 端接 (Vtt) 開(kāi)關(guān). Fusion Digital Power GUI 提供電源樹(shù)的圖形表示，并提供對(duì)上半部分的主要參數(shù)進(jìn)行編程的功能，同時(shí)在下半部分監(jiān)控電壓、電流、溫度和功率等關(guān)鍵參數(shù)。

圖 3：參考設(shè)計(jì)的 PMBus 板和 Fusion Digital Power GUI

如果我們正在設(shè)計(jì)具有大電流處理器、ASIC 和/或 FPGA 的多軌系統(tǒng)，并希望簡(jiǎn)化我們的設(shè)計(jì)和表征、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間并提高系統(tǒng)的診斷能力，請(qǐng)考慮 TI 的 PMBus 電源解決方案。