（文章來源：EEWORLD）

各行各業(yè)的電子系統(tǒng)都變得越來越復(fù)雜，這已經(jīng)不是什么秘密。至于這種復(fù)雜性如何滲透到電源設(shè)計(jì)中，卻不是那么明顯。例如，功能復(fù)雜性一般通過使用ASIC、FPGA和微處理器來解決，在更小的外形尺寸中融入更豐富的應(yīng)用特性。這些設(shè)備向電源系統(tǒng)提供不同的數(shù)字負(fù)載，要求使用不同功率等級(jí)的多種電壓軌，每一種都具有高度個(gè)性化的電壓軌容差。同樣，正確的電源開啟和關(guān)斷時(shí)序也很重要。隨著時(shí)間推移，電路板上電壓軌的數(shù)量成倍增加，使得電源系統(tǒng)的時(shí)序設(shè)計(jì)和調(diào)試變得更加復(fù)雜。

應(yīng)用電路板所需的電壓軌數(shù)量與電路板的復(fù)雜度緊密關(guān)聯(lián)。電源設(shè)計(jì)人員面對(duì)的電路板可能只需要10個(gè)電壓軌，也可能需要多達(dá)200個(gè)電壓軌。時(shí)序控制器設(shè)備最多需要約16個(gè)電壓軌，設(shè)計(jì)時(shí)很容易達(dá)到這個(gè)數(shù)量。一旦電壓軌數(shù)量超過單個(gè)時(shí)序控制器支持的數(shù)量，復(fù)雜度會(huì)急劇上升，要求設(shè)計(jì)人員了解每種時(shí)序控制器的各種變化情況，以及如何將其融入復(fù)雜系統(tǒng)。

通常，在高電壓軌數(shù)系統(tǒng)中級(jí)聯(lián)多個(gè)時(shí)序控制器并不容易實(shí)現(xiàn)。在級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中，隨著電壓軌數(shù)量線性增加，復(fù)雜度呈指數(shù)增長。設(shè)計(jì)人員可采用一些創(chuàng)新的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制器級(jí)聯(lián)，以簡化設(shè)計(jì)，比如采用乒乓機(jī)制，或者通過專用的數(shù)字信號(hào)共享故障和電源良好狀態(tài)。雖然這些解決方案足以應(yīng)付相對(duì)簡單的時(shí)序，但對(duì)于復(fù)雜的上電/關(guān)斷時(shí)序，這些解決方案顯然力不從心。

ADM1266具備真正的可擴(kuò)展性，可以解決復(fù)雜性問題。它是ADI Super Sequencer?超級(jí)時(shí)序控制器系列中的最新產(chǎn)品。連接多個(gè)ADM1266設(shè)備時(shí)，需要使用專用的雙線器件間總線(IDB)進(jìn)行通信。每個(gè)ADM1266均可監(jiān)測和控制17條電壓軌的時(shí)序，只要所有這些設(shè)備都連接至同一個(gè)IDB，可并聯(lián)多達(dá)16個(gè)ADM1266設(shè)備，以監(jiān)測和控制257條電壓軌的時(shí)序。

ADM1266使用一個(gè)主設(shè)備，其他的ADM1266設(shè)備則充當(dāng)從設(shè)備。這些設(shè)備采用并行架構(gòu)，其中每個(gè)連接到IDB的單個(gè)ADM1266根據(jù)系統(tǒng)狀況轉(zhuǎn)換到相同的下一個(gè)狀態(tài)，確保總線上的每個(gè)ADM1266同步。總線通信是透明的，因此設(shè)計(jì)人員為單個(gè)ADM1266設(shè)備和為16個(gè)ADM1266設(shè)備創(chuàng)建時(shí)序的感覺是一樣的。該系統(tǒng)的一個(gè)明顯優(yōu)勢，就是設(shè)計(jì)人員只需要學(xué)習(xí)如何使用一個(gè)設(shè)備完成簡單和復(fù)雜的設(shè)計(jì)，無需針對(duì)每個(gè)不同設(shè)備多次學(xué)習(xí)。級(jí)聯(lián)多個(gè)設(shè)備就像將它們連接到同一個(gè)IDB一樣簡單。

現(xiàn)代時(shí)序控制器不僅要監(jiān)測電壓軌，還必須對(duì)數(shù)字信號(hào)做出反應(yīng)。傳統(tǒng)的基于時(shí)間的時(shí)序控制器具有固定的信號(hào)，獲得定制效果，功能有限。

我們以帶可選子板的主板為例。時(shí)序控制器監(jiān)控子卡的信號(hào)檢測：當(dāng)該信號(hào)存在時(shí)，時(shí)序控制器會(huì)調(diào)出子卡上的電壓軌；當(dāng)信號(hào)不存在時(shí)，時(shí)序控制器繼續(xù)執(zhí)行主板時(shí)序控制程序，在電源達(dá)到良好狀態(tài)時(shí)結(jié)束。大多數(shù)傳統(tǒng)型時(shí)序控制器不提供這種子卡信號(hào)檢測。此外，這種要求會(huì)隨應(yīng)用而變化，可以使用通用輸入輸出引腳(GPIO)來解決。

另一個(gè)示例涉及為ASIC和FPGA供電，其中系統(tǒng)要求在為FPGA供電之前，ASIC完全通電并運(yùn)行。在這種情況下，時(shí)序控制器按順序調(diào)出ASIC電源，然后等待來自ASIC的數(shù)字電源狀態(tài)良好信號(hào)。一旦確認(rèn)ASIC電源狀態(tài)良好信號(hào)，它將等待100毫秒，然后繼續(xù)為FPGA供電。需要一個(gè)基于事件的時(shí)序控制器來生成這個(gè)復(fù)雜的時(shí)序。在具有多個(gè)時(shí)序控制器的系統(tǒng)中，需要將一個(gè)設(shè)備上的事件信息與板上的其他設(shè)備共享，使它們行動(dòng)一致，這一點(diǎn)非常重要。

電壓監(jiān)控器OV和UV比較器、數(shù)字信號(hào)（如GPIO和PDIO）、定時(shí)器、變量，以及來自IDB的消息，所有這些都會(huì)饋送給功能豐富的ADM1266時(shí)序引擎，從而觸發(fā)事件。用戶可以輕松創(chuàng)建復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)，用以監(jiān)測各種事件并采取適當(dāng)?shù)牟僮鳌?/p>

傳統(tǒng)上，使用單個(gè)時(shí)序控制器設(shè)計(jì)上電時(shí)序系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)與設(shè)計(jì)需要使用多個(gè)時(shí)序控制器的系統(tǒng)時(shí)的體驗(yàn)有很大的不同。也就是說，用單個(gè)時(shí)序控制器控制16個(gè)電壓的設(shè)計(jì)通常很簡單：設(shè)計(jì)人員可以使用軟件圖形用戶界面(GUI)來配置每個(gè)電壓軌及其時(shí)序。其過程通常是針對(duì)16個(gè)電壓軌重復(fù)進(jìn)行手動(dòng)選擇/設(shè)置操作。

現(xiàn)在想象一下采用5個(gè)時(shí)序控制器和80條電壓軌的設(shè)計(jì)。使用GUI手動(dòng)配置80條電壓軌不但耗時(shí)，且很容易出錯(cuò)。設(shè)計(jì)人員還必須確定如何以最佳方式級(jí)聯(lián)多個(gè)設(shè)備，以及將5個(gè)時(shí)序控制器的資源分配給80個(gè)電壓軌。大多數(shù)軟件輔助設(shè)計(jì)工具實(shí)際上并不能提供任何幫助。用戶必須理解時(shí)序控制器IC的特定功能，并通過GUI發(fā)布明確指令，每個(gè)項(xiàng)目都需要迅速學(xué)習(xí)大量內(nèi)容。

ADM1266采用了一種不同的方法。它使用基于PC的ADI Power Studio??進(jìn)行配置和調(diào)試，不只是配置ADM1266的各種設(shè)置。ADI Power Studio是一款完整的開發(fā)和調(diào)試工具，可以幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的時(shí)序。相比傳統(tǒng)GUI，它讓設(shè)計(jì)人員能夠以更高水平處理電源系統(tǒng)。例如，內(nèi)置向?qū)軌驇椭O(shè)計(jì)人員在幾分鐘內(nèi)設(shè)置和配置80條電壓軌，如果手動(dòng)操作，完成這項(xiàng)任務(wù)需要幾個(gè)小時(shí)。圖2和圖3所示為一些界面示例。

設(shè)計(jì)人員首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)虛擬狀態(tài)機(jī)來滿足系統(tǒng)的要求。在單個(gè)時(shí)序控制器設(shè)計(jì)中（≤17條電壓軌），GUI的虛擬狀態(tài)機(jī)與時(shí)序控制器的狀態(tài)機(jī)相匹配。隨著添加更多時(shí)序控制器，虛擬狀態(tài)機(jī)與單個(gè)時(shí)序控制器狀態(tài)機(jī)之間出現(xiàn)差異，在設(shè)備彼此之間就各種事件通信時(shí)，需要在狀態(tài)機(jī)中采取額外步驟。

例如，設(shè)計(jì)人員在時(shí)序控制器1上監(jiān)測兩條電壓軌，在時(shí)序控制器2上也監(jiān)測兩條電壓軌。該設(shè)計(jì)要求，如果這四條電壓軌中的任何一條出現(xiàn)故障，那么所有一切都將關(guān)閉。實(shí)際上，因?yàn)檫@里有兩個(gè)設(shè)備，它們之間必須共享故障信號(hào)。

隨著電壓軌數(shù)量增加，定序需求變得愈加復(fù)雜，系統(tǒng)級(jí)虛擬狀態(tài)機(jī)和設(shè)備級(jí)狀態(tài)機(jī)的差異也越來越大。設(shè)計(jì)人員知道自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)，但必須通過時(shí)序控制器協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過程不但耗時(shí)，且通常漏洞很多。ADI Power Studio讓大部分狀態(tài)機(jī)創(chuàng)建流程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。用戶使用GUI來設(shè)計(jì)虛擬狀態(tài)機(jī)，而ADI Power Studio則通過編譯器來處理各種時(shí)序控制器之間的復(fù)雜通信。這讓設(shè)計(jì)人員能夠通過靈活、直觀的流程創(chuàng)建復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)。
? ? ? （責(zé)任編輯：fqj）