模块化的ATCA FRU电源管理架构 (1)

      AdvancedTCA或者缩写ATCA意为先进电信计算架构，由PICMG 3.0委员会定义。符合ATCA的系统由一个或多个热插拔线卡组成。符合AdvancedTCA标准的线卡也称为现场可更换单元(FRU)，系统必须实现一些基本的管理功能，例如电源输入、冷却及互连要求。电路板上的微控制器实现所有这些管理功能，这个微控制器称为智能平台管理控制器(IPMC)。

      PICMG 3.0还定义了分层管理结构的实现，通过智能平台管理总线IPMB，机架管理器(Shelf Manager)与FRU上的IPMC进行通信。FRU插入背板及打开载荷前(载荷是指在FRU中实现的特定应用功能)，电路板上的IPMC发送详细的FRU卡信息至机架管理器。然后，机架管理器命令IPMC打开载荷。如果背板上插入了不正确的卡，管理器会命令IPMC不要打开载荷，这样就保护了其他的FRU。

      为了符合ATCA，按照PICMG 3.0规范，所有的FRU应该实现基本的管理结构。本文阐述了ATCA电源分布结构和用平台管理整合载荷电源管理的方法。

FRU电源

      图1为在FRU中电源分布安排的实例。大多数FRU有两个连接器，称为Zone 1连接器和Zone 2连接器。Zone 1连接器为FRU提供-48V电源。Zone 2连接器用于内部FRU载荷通信。Zone 1连接器还能连接到智能平台管理总线 (IPMB)。IPMB是基于I²C总线的规范。

                                                           图1：FRU中的主电源分布。

      背板提供的-48V电源通过隔离的DC/DC转换器产生主载荷电源电压 ( 通常为12V )。在电路板上，这个12V的总线产生所有指定的载荷电压。通过管理电源12V为IPMC供电。

      图1展示了在ATCA FRU中控制电源分布的4个主要块：热插拔控制器，FET和隔离的DC/DC转换器；智能平台管理控制器 (IPMC)管理电源；载荷电源管理控制器，载荷DC/DC转换器和负载点(POL)电源；电路板载荷。

      PICMG 3.0标准指定了热插拔控制器和IPMC的功能。然而，载荷电源管理控制器或者DC/DC转换器的工作取决于实际的载荷电路，但是这些并没有在规范中涵盖。

热插拔控制器

      Zone 1连接器的-48V通过一系列FET调整管为图中显示为“-48V隔离的DC/DC”的隔离DC/DC转换器供电。FRU插入机箱背板时，热插拔控制器控制浪涌电流。浪涌电流发生后，热插拔控制器打开-48V电源，通过开启FET全部送入 隔离DC/DC转换器。隔离DC/DC转换器为载荷和管理控制电路分别提供12V 和3.3V电压。

智能平台管理控制器

      智能平台管理控制器(IPMC)是一种微控制器，用来控制至电路板载荷的电源、管理电路板互连和冷却需求。FRU插入背板时，IPMC首先与管理器通信。根据机箱管理器发出的指令，通过载荷电源管理控制器，IPMC控制送到载荷的电源。此外，管理器还可以决定是否复位FRU主处理器(CPU)，用冷复位还是热复位。

      IPMC还会测量各种电源电压、电流、温度，并把它们存入称为传感器数据记录(SDR)的中央存储区。ATCA定义了IPMC和管理器之间的通信协议(指令处理、数据结构、状态机和SDR)，对所有ATCA FRU的实现都是通用的，而与载荷的功能无关系。