一個好的電源滿足指定的性能水平，并且不會再被聽到。沒有收到我們的電源的回復(fù)意味著它按設(shè)計工作并且沒有任何問題。

但是今天，PMBus 使設(shè)計人員能夠繼續(xù)與他們的電源進(jìn)行通信，從開發(fā)到表征再到現(xiàn)場部署。我們可以使用 PMBus 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的強大命令集在開發(fā)周期中優(yōu)化我們的設(shè)計。我們可以調(diào)整電壓和頻率以優(yōu)化處理器功耗和數(shù)據(jù)中心效率。我們可以通過排序方案來優(yōu)化上電和斷電。我們可以監(jiān)控輸入/輸出電壓、電流和功率以提高可靠性。PMBus 的一個常見用途是自適應(yīng)電壓縮放 (AVS)，其中 PMU 穩(wěn)壓器被命令輸出不同的電壓，更高或更低，具體取決于 ASIC 的性能和溫度曲線（圖 1）。

圖 1：通過 PMBus 調(diào)整輸出電壓

設(shè)計完成后，我們可以在認(rèn)證過程中利用 PMBus，通過實施電壓裕量將電源推向極限。替代傳統(tǒng)的外部晶體管和 FET 電路，電壓裕度獨立地對輸出電壓施加上下壓力，并定義了工作窗口，如圖 2 所示。

圖 2：通過 PMBus 的輸出電壓裕度

在生產(chǎn)中，我們可以為啟用 PMBus 的電源配置固定工作點，或?qū)㈦娫丛O(shè)置為保持活動狀態(tài)并允許從運行 PMBus 腳本的主控器進(jìn)行控制。無需編程經(jīng)驗即可輕松組合 PMBus 腳本。這就像一個流程圖，將 PMBus 命令及其相關(guān)值從上到下放在一起。

腳本流程如圖3所示：

· 首先通過讀取 DEVICE_CODE 命令驗證存在的正確部件。

· 通過 PMBus 將配置（我們要存儲到集成電路 [IC] 中的所有值）寫入 IC 的易失性存儲器。

· 執(zhí)行 PMBus STORE_XXX_ALL 命令將配置保存到 IC 的非易失性存儲器 (NVM)。

· 重置設(shè)備電源。

· 通過 PMBus 讀回配置以確認(rèn)正確的值已寫入 IC。

圖 3：PMBus 制造腳本

自適應(yīng)電壓縮放 (AVS) 是最常通過 PMBus 實現(xiàn)的功能之一。它支持動態(tài)輸出電壓調(diào)整，以優(yōu)化專用 IC (ASIC) 內(nèi)核軌的功耗和效率。我們可以通過具有 PMBus 的穩(wěn)壓器中的標(biāo)準(zhǔn) VOUT_COMMAND 或通過由 PMBus 管理器（例如UCD90240 ）管理的模擬穩(wěn)壓器來實現(xiàn) AVS 。在圖 4 中，TPS53355、TPS53319、TPS53513 和 TPS53515 是由 UCD90240 管理的 SWIFT? 模擬集成降壓轉(zhuǎn)換器。

UCD90240 是一款采用緊湊型 9mm × 9mm 晶圓級球狀引腳柵格陣列 (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 個模擬監(jiān)視 (MON) 引腳，可通過兩個 12 位 ADC 引擎來監(jiān)視電源電壓、電流或溫度；24 個專用使能 (EN) 引腳，用于控制電源軌開啟/關(guān)閉；24 個專用裕度調(diào)節(jié)引腳，用于閉環(huán)裕度調(diào)節(jié)；12 個邏輯 GPO (LGPO) 引腳，支持靈活的布爾邏輯和狀態(tài)機功能；以及 24 個 GPIO 引腳，可配置為 GPI、GPO、系統(tǒng)復(fù)位、級聯(lián)故障引腳和看門狗 I/O 等。 24 個 EN 引腳和 12 個 LGPO 引腳可配置為電平有效驅(qū)動或開漏輸出。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)。憑借級聯(lián)功能，通過一條 SYNC_CLK 引腳連接即可輕松管理多達(dá) 96 個電壓軌。 故障引腳功能可對級聯(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 3 個 GPI 來控制多達(dá) 8 個用戶定義的電源狀態(tài)。 這些狀態(tài)可實現(xiàn)高級配置和電源接口 (ACPI) 規(guī)范中列出的系統(tǒng)低功耗模式。

這個TI的 融合數(shù)字電源 設(shè)計軟件是一款基于 PC 的直觀圖形用戶界面 (GUI)，可對所有系統(tǒng)工作參數(shù)進(jìn)行配置、存儲和監(jiān)視。特性對 24 個電壓軌進(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，其中包括過壓 (OV)、欠壓 (UV)、過流 (OC)、欠流 (UC)、過熱、超時以及通用輸入 (GPI) 觸發(fā)的故障提供靈活的排序開啟/關(guān)閉相關(guān)性、延時、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)主動微調(diào)功能，可改善電源軌輸出電壓精度 高級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 個條目） 峰值記錄黑盒故障記錄，用于在首次發(fā)生故障時保存所有電源軌和 I/O 引腳的狀態(tài)可輕松級聯(lián)多達(dá) 4 個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)級設(shè)計 在線監(jiān)視和調(diào)試 針對制造商優(yōu)化 GUI 可編程的看門狗定時器和系統(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)和自動測試設(shè)備 (ATE) 電信及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)器和存儲系統(tǒng) 需要對多個電源軌進(jìn)行排序和監(jiān)視的系統(tǒng)。

UCD90240 可以調(diào)整和更改其輸出電壓。

圖 4：具有 PMBus 管理器/定序器以及模擬和 PMBus 穩(wěn)壓器的 PMBus 電源系統(tǒng)

在示波器上，通過 PMBus 的輸出電壓變化看起來就像任何電壓上升或下降，但它是通過 PMBus 數(shù)字串行協(xié)議實現(xiàn)的。圖 5 顯示了 PMBus 電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓在 PMBus 主設(shè)備（主機處理器、FPGA、ASIC）通過 VOUT_COMMAND 的命令下轉(zhuǎn)換為低電平。

圖 5：通過 PMBus VOUT_COMMAND 的輸出電壓變化 (AVS)

一旦終端設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場，先進(jìn)的 PMBus 遙測可以收集健康狀態(tài)信息，并通過黑盒功能幫助調(diào)試過程。通過 PMBus 監(jiān)控輸入/輸出電壓、電流、溫度和功率，設(shè)計人員可以在數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、交換機和存儲系統(tǒng)中實現(xiàn)負(fù)載平衡，從而優(yōu)化效率并提高可靠性。

圖 6 顯示了 TI 的 Fusion GUI Digital Power Designer Monitor 屏幕，其中可以實時監(jiān)控輸入/輸出電壓、電流、功率和溫度。

圖 6：通過 TI 的 PMBus Fusion 圖形用戶界面 (GUI) 輸入/輸出電壓、電流、溫度和功率（TPS53647 示例）

所以不要和你的電源說再見。只需說“稍后再談”。