第二代電源系統(tǒng)管理 (PSM) 控制器(如 LTC3887)引入了用于快速遙測(cè)的新功能1。快速遙測(cè)允許固件專(zhuān)注于單個(gè)測(cè)量或一組固定的常見(jiàn)電壓/電流測(cè)量,以將遙測(cè)帶寬提高多達(dá) 16 倍。兩個(gè)新命令允許控制遙測(cè)多路復(fù)用器 (MFR_ADC_CONTROL) 和時(shí)間對(duì)齊 (MFR_ADC_TELEMETRY_STATUS)。多路復(fù)用器可以設(shè)置為單個(gè)或更小的測(cè)量集,并且狀態(tài)允許輪詢(xún)“測(cè)量完成”。組合在一起時(shí),不僅吞吐量得到提高,而且沒(méi)有重復(fù)的測(cè)量:所有獲得的值都是唯一的ADC測(cè)量值。
第一代ADC多路復(fù)用器
LTC3887 之前的 LTC38XX 系列 (LTC3880 和 LTC3883) 采用多路復(fù)用器和循環(huán)測(cè)量方法。測(cè)量始終以相同的順序進(jìn)行,總循環(huán)時(shí)間約為 100 毫秒。從固件的角度來(lái)看,任何給定的測(cè)量值每 100ms 更新一次,并且無(wú)法知道當(dāng)前返回值的“新鮮度”。任何給定的測(cè)量都可能長(zhǎng)達(dá) 100 毫秒,采樣速度比每 100 毫秒更快,只會(huì)返回相同的數(shù)據(jù)。
第二代ADC多路復(fù)用器和狀態(tài)
LTC3887 和更新的器件通過(guò)行為選擇升級(jí)了循環(huán)方法。MFR_ADC_CONTROL 命令從 10 種遙測(cè)模式中選擇 1 種,或選擇如表 1 所示。
表 1.遙測(cè)模式
命令值 | 已選擇遙測(cè) |
0x0E – 0xFF | 保留 |
0x0D | ADC 短循環(huán) |
0x0C | 通道 1 外部溫度 |
0x0B | 保留 |
0x0A | 通道 1 I外 |
0x09 | 通道 1 V外 |
0x08 | 通道 0 外部溫度 |
0x07 | 保留 |
0x06 | 通道 0 I外 |
0x05 | 通道 0 V外 |
0x04 | 內(nèi)部集成電路溫度 |
0x03 | 保留 |
0x02 | 保留 |
0x01 | V在 |
0x00 | 標(biāo)準(zhǔn) ADC 循環(huán)遙測(cè) |
價(jià)值0x00的行為與第一代設(shè)備完全相同。值0x0D啟用包括四個(gè)測(cè)量值(VOUT0、IOUT0、VOUT1、IOUT1)的循環(huán)功能。其余值可實(shí)現(xiàn)單次測(cè)量。
MFR_ADC_CONTROL不存儲(chǔ)在EEPROM中,因此固件必須將選擇發(fā)送到設(shè)備,以啟用默認(rèn)循環(huán)(0x00)以外的模式。建議控制器大部分時(shí)間以循環(huán)ADC模式運(yùn)行,以確保ADC啟用的故障(如溫度和VIN_OV)正常工作。
第二代設(shè)備還增加了測(cè)量狀態(tài)功能,可以輪詢(xún)測(cè)量值的變化。表2顯示,使用命令MFR_ADC_TELEMETRY_STATUS的四個(gè)關(guān)鍵測(cè)量都有狀態(tài)位。執(zhí)行相應(yīng)的測(cè)量后,每個(gè)位立即從 0 過(guò)渡到 1。寫(xiě)一個(gè)一點(diǎn)可以清除它。
表 2.遙測(cè)狀態(tài)
位 | 提供遙測(cè)數(shù)據(jù) |
7 | 保留回報(bào) 0 |
6 | 保留回報(bào) 0 |
5 | 保留回報(bào) 0 |
4 | 保留回報(bào) 0 |
3 | 通道 1 I外回讀(I輸出1) |
2 | 通道 1 V外回讀 (V出1) |
3 | 通道 0 I外回讀(I出0) |
1 | 通道 0 VOUT 回讀 (V出0) |
從0x0D短遙測(cè)循環(huán)切換到另一種模式時(shí),固件必須首先切換到0x00輪詢(xún)至少 120 毫秒,然后再切換到新模式,以確保狀態(tài)良好。在所有其他模式之間切換不需要先切換到0x00。
對(duì)監(jiān)控和電壓伺服的影響
第一代器件依靠多路復(fù)用器和ADC實(shí)現(xiàn)三種非遙測(cè)功能:溫度監(jiān)控、VIN過(guò)壓監(jiān)控和電壓伺服。
系統(tǒng)中的溫度變化緩慢:PSM控制器ADC的典型延遲足夠小,因此可以使用ADC輕松管理溫度監(jiān)控。在大多數(shù)PSM應(yīng)用中,VIN移動(dòng)速度也較慢,使ADC能夠充分監(jiān)控輸入電壓。
所有 PSM 控制器都依靠 ADC 來(lái)實(shí)現(xiàn) 0.5% 的總直流精度。第二代器件只能為多路復(fù)用器選擇0x00提供此功能。
在這兩種情況下,確保實(shí)現(xiàn)所有溫度和VIN監(jiān)控以及所有VOUT精度的唯一方法是使用多路復(fù)用器選擇0x00,或設(shè)計(jì)固件以確保選擇0x00定期啟用足夠長(zhǎng)的時(shí)間,以使ADC能夠進(jìn)行所需的測(cè)量。這意味著選擇至少 120 毫秒的0x00以允許完整的循環(huán)遙測(cè)循環(huán)。干擾這些測(cè)量的選區(qū)之間的時(shí)間將決定要素的響應(yīng)時(shí)間。
固件設(shè)計(jì)
第二代應(yīng)用固件可以使用Linduino PSM和演示板進(jìn)行評(píng)估。?
Linduino PSM API 包含一個(gè)連接到 LTC38XX、LTM46XX 和 LTC29XX 系列的 SMBus 和 PMBus 接口。
最好的起點(diǎn)是查看代碼以選擇0x0D,即短循環(huán)。我們將使用 LTC3887 進(jìn)行以下討論。
向后兼容性
如果未使用新命令,則第二代設(shè)備的行為與第一代設(shè)備類(lèi)似,無(wú)需更改固件。
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