模块化的ATCA FRU电源管理架构 (3)

ATCA FRU模块化电源管理

      模块化ATCA FRU电源管理具有许多优点，主要包括能够缩短产品上市时间，快速适应工作环境的变化，降低成本，并增加软件和硬件以及整个系统功能的可靠性。

      图3的解决方案是对图2所示的电源管理控制的修改。在此方案中，IPMC只执行平台管理功能，指导Power1220实现所有的PPM功能。

                            图3 模块化ATCA FRU电源管理：IPMC + Power1220。

      这个方块图分成3个部分：IPMC(用微控制器实现)；可编程电源管理控制器(采用Power1220)；FRU载荷电路，DC/DC转换器和MOSFET。

      Power1220使用片内48个宏单元CPLD实现子模块功能，如图中的FRU载荷电源管理 Power1220所示。送入子模块载荷电源直接控制MOSFET的开启或关闭。ATCA电路板的典型功耗是100W或更多一些。为了满足电源要求，12V的总线应该能够提供8A的电流。为了确保大电流通过，PPM必须使MOSFET工作在安全区，这个功能由多个热插拔控制器集成电路来实现。

      片内PLD实现电源定序和跟踪功能，控制所有DC/DC转换器的开启、关闭定序。在调试阶段经常会改变定序算法，这可以通过改变状态机的代码来实现。

      用片上的10位ADC并通过I²C 总线，IPMC能测量所有的电压和电流。Power1220提供多个数字反馈控制环和DAC支持多达8个DC/DC转换器的调整和裕度。

      用24个片上可编程阈值(典型值 0.2%)比较器监控多达12个电源过电压和欠电压故障。这个功能整合了许多监控集成电路的功能。因为每个比较器的阈值是可编程的，可用来监控各种电压而无需外部的分压器。复位产生器用相同的可编程阈值比较器产生CPU复位信号和片上定时器提供复位脉冲持续时间功能。

      PPM的中断命令块将IPMC的命令转成针对前面描述的每个块的多个控制信号。例如，执行开启电源指令要求下面一些功能：开启电源(+12V)送至MOSFET；一旦电压到达阈值，开启DC/DC转换器，针对该FRU遵循所要求的电源定序规则；倘若上电时电源有故障，立即关闭所有的电源并告知IPMC有故障；所有电源开启后，产生冷复位；上电后，有时这个信号要求脉冲持续100毫秒；发送“成功”状态响应至IPMC。

      Power1220有24个可编程阈值比较器的12个模拟输入、6个数字输入、20个输出(包括4个电荷泵MOSFET驱动器)、拥有8个数字闭环控制块的8 DAC，以及片上可编程定时器以实现所有如图3所示的PPM功能。