对系统中的多个电源轨进行排序和管理：常见问题解答

为当今复杂的现场可编程门阵列 (FPGA)、专用集成电路 (ASIC)、数字信号处理器 (DSP)、中央处理单元 (CPU) 和微控制器 (MCU) 供电的输入电压（轨）必须在以受控方式关闭。例如，TI 的数字 PMBus 排序器可以控制 10 到 32 个电压轨，以确保正确的开机和关机顺序。使用故障日志和独特的黑匣子日志功能进行调试，定序器还监视整体系统健康状况，以帮助计划意外系统电源事件和记录系统事件。以下是有关 TI UCD90xxx 定序器系列的初始化和定序的一些常见问题和解答。

问：如何与 UCD90xxx 设备通信？是否需要任何硬件？

A: UCD90xxx 设备使用 PMBus 通信。UCD90xxx 设备是 PMBus 从设备，因此我们需要有一个 PMBus 主机与它们进行通信。此 PMBus 主机可以是符合 PMBus Rev. 1.2 的微控制器单元 (MCU) 或 FPGA 实现。为便于使用，我们可以利用 TI 的Fusion Digital Power™ 设计器图形用户界面 (GUI)，它确实需要一个USB 至通用输入/输出 (GPIO) 适配器来连接 PC 和设备。

问：为什么要使用 Fusion Digital Power 设计器 GUI？

答： Fusion Digital Power 设计器 GUI 提供三个主要功能。它：

· 提供图形界面来配置 UCD90xxx 设备，这样我们就不必浪费时间学习支持的完整 PMBus 命令。

· 生成用于制造的配置文件和脚本。

· 提供实时遥测数据以进行监控和调试。

问：我如何知道 UCD90xxx 定序器系列中的不同器件支持哪些 PMBus 命令？

答：由于这些器件支持广泛的 PMBus 命令，因此 TI 准备了用户指南。“ UCD90xxx 定序器和系统健康控制器 PMBus 命令参考”提供了有关支持的命令的详细信息，以及每个功能的设备行为的描述。

问：每个 UCD90xxx 器件可以支持多少条导轨？

答： UCD90xxx 音序器系列可以支持 10-32 轨。但是，某些 UCD90xxx 器件的模拟监视器 (MON) 引脚数量超过其可支持的电源轨数量。我们可以将这些额外的 MON 引脚分配为电流或温度检测引脚。例如，UCD90320是一款 32 轨 PMBus 排序器，支持 24 个模拟轨和 8 个数字轨（仅监控电源良好信号）。

问：如果我必须使用自己的 PMBus 主机怎么办？

答： Fusion Digital Power 设计器 GUI 具有 PMBus 日志记录功能可以为我们提供帮助。正如我们在图 1 中看到的，PMBus 日志记录功能会生成一个文本文件，该文件记录了 GUI 和设备之间的所有后台通信活动。我们可以通过日志了解如何开发自己的 PMBus 主机。

图 1：PMBus 日志记录功能

问：如何配置和排序电压轨？

答：我们可以使用Fusion Digital Power 设计器 GUI的 V OUT Config 选项卡配置电源轨排序。当 Rail 接收到 on/off 配置部分中定义的开启或关闭命令时，它会检查相关性条件。一旦满足所有相关性，电源轨就会等待开启延迟时间或关闭延迟时间，然后置位或取消置位 EN 引脚。在电源轨的 EN 引脚置位后，如果电源轨电压在最大开启时间内没有上升到电源正常开启阈值以上，则会发生“最大开启时间”故障。在关断期间，如果电压不低于标称输出电压的 12.5%，则会出现“time off max”警告。配置完轨序列后，GUI 会在 V OUT 中显示模拟的序列时序配置选项卡展示了 rails 之间的依赖关系。图 2 显示了通电和断电压摆率示例。

图 2：序列开启和关闭时序窗口（轨配置）

问：对多个电压轨进行排序有哪些不同的方法？

答：如图 3 所示，这些器件可以在多个电源轨之间实现顺序、比例和同时排序，延迟或基于相关性的模式可通过 PMBus 进行编程。

图 3：多电压轨的排序方案

问：我可以用密码保护我的配置吗？

答：是的，UCD90xxx 具有安全功能，可防止意外/未经授权的闪存写入。我们可以使用 Fusion Digital Power 设计器 GUI（如图 4 所示）或通过发送相应的 PMBus 命令来启用安全功能。出于安全原因，密码未存储在项目文件 (.xml) 中。

图 4：在 Fusion Digital Power 设计器 GUI 中启用安全功能

问：我可以级联多个器件以获得更高的电源轨排序吗？

答：使用 TI 最新的UCD90320、UCD90240、UCD90160A和UCD9090A 定序器可以更轻松地级联多个器件。使用这些器件，我们可以使用故障引脚轻松级联多个器件。最多有四个专用系统故障引脚，可以协调同步故障响应并在任何轨道故障时关闭。同步时钟可对不同 IC 上的事件进行精确计时。见图 5。

图 5：级联多个 UCD90xxx 设备

TI 的 UCD90xxx 定序器具有多种用于定序、监控、裕度和配置的功能。