如何在固件转换期间保持电源处于稳定状态

在当今互联世界中，软件频繁的现场更新对于提高准确性、增加好处甚至修复错误是必要的。如果您希望这些更新对您不可见，那么您会喜欢这个想法 - 不需要重新启动软件或导致电源出现任何故障的即时更新。虽然动态更新的概念相对简单，但挑战在于在固件转换期间保持电源处于稳定状态。换句话说，不丢失任何信息的无缝过渡是关键。

TI 的UCD3138产品系列使用一种新颖的方法来控制电源。UCD3138控制器的架构采用可编程数字状态机硬件来实现快速电压/电流环路控制，并结合集成通用微控制器，无需执行必要的电源管理和系统通信任务。这些先进的电源外设独立于处理器自主运行，无需依赖较慢的固件决策或共享资源的复杂时间片。

UCD3138器件的拓扑支持已针对电压模式或电流模式控制、半桥/全桥拓扑(如移相、硬开关或谐振 LLC)以及单相或多相升压功率因数校正 (PFC) 进行了优化。您甚至可以操作控制器在峰值电流模式控制配置中保持变压器磁通平衡，用于相移或硬开关全桥转换器等拓扑。您可以以同步控制的压摆率斜升内部数模转换器 (DAC)，以实现可编程斜率补偿。这消除了次谐波振荡并提高了输入电压前馈性能。

执行动态更新的关键要求是独立运行控制回路的自主外围设备以及多个闪存库以将最新映像下载到冗余库中以进行实时切换。该系列中有 3 款器件支持动态编程。UCD3138064、UCD3138A64和UCD3138128，分别包括64K、64K和128K Program flash。

为简单起见，我们将使用UCD3138064作为示例来描述动态操作。该数字控制器在两个 32 kB 存储库中提供 64 kB 程序闪存，允许存储两个固件映像。固件库 A 可以代表电源当前(现有)固件代码的空间，而库 B 可以代表代码的所需更新版本的空间。

使用这种技术，您可以从初级或次级更新固件。

次级端固件更新：

可以使用以下 2 个步骤实现次级侧的即时升级

1. 通过 PMBus/串行外围接口 (SPI)/通用异步接收器/发送器 (UART) 通信使用来自主机的新固件对块 2 进行编程。

2. 分阶段并实现从块 A 到 B 的执行“实时切换”

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初级端固件更新：

也可以在一次侧和二次侧进行带电切换。

可以使用以下指定的步骤实现初级侧的即时升级

1. 将新的主映像从主机下载到辅助控制器 Block B

2. 来自次级的数字电源控制器通知初级端有关更新的图像

3. 主电源控制器为带电开关做准备

4. 副控制器下载主数字控制器中的图像

5. 主控制器阶段进行切换并通知辅助控制器

6. 辅助节点通知主机切换成功。

应用优势

在服务器应用程序中，“即时更新”消除了因固件相关问题或任何功能升级而导致关闭、使用“热插拔”或物理更换电源的需要，这会中断系统运行。这减少了服务器数据中心的停机时间，否则升级电源固件会导致停机。

数据清理是一种纠错技术，它使用后台任务定期检查主内存或存储是否存在错误，然后使用不同校验和或数据副本形式的冗余数据纠正检测到的错误。数据清理降低了单个可纠正错误累积的可能性，从而降低了不可纠正错误的风险。UCD3138064器件架构提供的动态功能允许轻松实施数据清理。