利用可编程逻辑器件实现灵活的电源管理

电源管理一般是指牵涉到电路板供电方面的涉及问题。该涉及问题包括：　　bull;自由选择各种DC-DC转换器为电路板供电　　bull;电源供应排序/跟踪　　bull;电压监测　　bull;上述全部　　在本文中，电源管理被非常简单定义为：对电路板上的所有电源展开管理(还包括DC-DC转换器及LDO等)。电源管理功能包括：　　bull;管理电路板上DC-DC控制器——例如热插拔、急启动、排序、跟踪、裕度和微调。

　　bull;产生所有电源供应涉及状态和掌控逻辑讯号——例如重置讯号产生、电源错误命令(监测)和电压管理。图1展出了一个使用CPU或微处理器电路板的典型电源管理功能。　　图1：电路板上的典型电源管理功能。　　热插拔/急启动掌控功能能用来容许突波电流以增加供应电源的启动阻抗。

对放入电荷背板的电路板来说，这是个很最重要的功能。　　电源供应排序和跟踪功能可在超过电路板上所有组件对顺序的市场需求下，掌控多个电源的进/关口。

　　所有供应电压都被错误(过压/欠压)监测，以向处理器就将要再次发生的电源供应错误展开预警。该功能也被归类为监督功能。　　当电源启动时，重置产生功能获取处理器一个可信的启动电压。

有些处理器不会拒绝重置讯号在其内部所有电源供应都平稳后，仍能运作一段时间，这也被称作重置脉冲延宕。重置产生器的功能是当电源供应再次发生错误情况时，使处理器维持在重置模式，以避免电路板上存储器无意中被毁坏的情况。　　传统电源管理方案的容许　　传统电路板上的任何电源管理功能都是由个别单功能IC来继续执行的。有所不同的供应电压人组有有所不同的IC型号可用于。

因此，市面上就有来自有所不同厂商数以万计针对多重电源供应管理市场需求的单功能IC。　　例如，若要自由选择一款重置产生器IC型号，必需获取以下信息:　　bull;该重置产生器IC须要监测的供应电压　　bull;供应电压人组(3.3、2.5、1.2或3.3、2.5、1.8等)　　bull;错误探测电压(3.3V-5%、3.3V-10%等)　　bull;准确性(3%、2%、1.5%等)　　bull;重置可选电容的重置脉冲拓展功能　　bull;手动重置输出　　为应付所有有可能产生的变化，一家厂商有可能就有几百个重置产生器IC型号。若工程师在设计过程中(很有可能)必须减少另一个电压展开监测，必需自由选择一个额外且有所不同型号的IC。

类似于地，许多单功能IC的型号也不会随着些微功能的有所不同而有所差异，这些功能还包括热插拔控制器、电源供应排序器和电压监测/检测器等。多重电路板系统中的任何电路板皆必须有所不同组的单功能IC，材料成本也因而减少。　　日益减少的电路板复杂性　　若单功能电源管理IC曾多次是可管理的，那也早已是过去式了。大多数典型的电路板目前都用于若干多重电压组件，每个组件都有电源排序市场需求。

具备更加小型晶体管的组件必须具有强化电流的较低电源供应电压。设计者经常被拒绝利用每个多重电压IC的阻抗点电源，因此，电路板上的电源供应数就减少了。

随着电源供应路径的减少以及对多重排序管理的市场需求，电源管理也显得更为简单。　　随着电路板显得更加简单，传统的电源管理方案之后变得无法招架。目前，利用传统单功能IC继续执行电源管理的设计师要不是得壮烈牺牲监测某些电源供应，不然就得为个别电源管理功能自由选择多个单功能组件。这两种方法都不想人失望。

　　电路板空间减少却减少了可靠性　　单功能IC数的减少以及涉及的点对点不仅使电路板面积增大，从统计学的角度来看，还减少了电路板的可靠性。举例来说，大大减少的装配错误可能会造成不能预见(必定是很差)的结果。　　第二货源及设计让步方案　　若单功能组件就是指有所不同供货商选配而来，即使再次发生缺乏某一组件，都将减少生产延后风险，于是第二货源早已产生。

然而，第二货源减少了设计工程师的零件可用性，被迫设计师被迫就电路板的错误覆盖范围作出折中。　　系统成本增加　　装配和测试费用与系统中所用的组件数成正比，而组件单位成本与出售数量成反比。由于许多组件是为特定系统市场需求而获取，但用来建构系统的每一种类型组件数量却都很少，因此，整体系统成本就随之减少了。

　　举例来说，假设一个系统有10块电路板，以每年生产1,000个系统的速度展开，若每块电路板的电源管理都使用一种单功能IC，那么很有可能必须10种有所不同的单功能IC来已完成这个系统设计，这些单功能IC的年产量或许只有1,000颗，而1,000颗IC的单价当然低于10,000颗，所以，与使用同一种多功能单芯片电源管理方案互为较——即所有电路板都能用于完全相同的IC，单功能IC电源管理系统所须要成本必定更高。　　用多个单功能IC组件来继续执行传统电源管理方案令人误解到1980年代时，数字设计师利用TTL闸极来继续执行逻辑功能。随着电路板复杂性的减少，设计师不得不不是得用相同功能的ASIC，就是得减少电路板用于的TTL组件数目。

但不车祸的是，系统设计所用于的TTL组件数目因此急速减少。　　可编逻辑组件(PLD)的经常出现使设计师可在电路板特定的单位面积内继续执行更加多功能，也同时延长了产品上市时间。系统中的零件数目增加了，也减少了整体系统成本。

完全相同的PLD组件能用在多种设计里，也增加了系统用于组件的数目。公司能在不壮烈牺牲任何电路板所须要功能的前提下，对少量PLD组件展开标准化处置。

　　管理少量的PLD比管理大量的TTL闸极要更容易的多。完全相同的PLD可被用作多个电路板设计，因而增加甚至仍然必须第二货源。设计师可在将组件摆放到电路板上以前，用软件建模设计，因而减少了第一次就设计顺利的可能性。

　　如今，利用单功能电源管理IC就如同过去使用TTL闸极一样困难，当今简单的电路板设计必须rsquo;电源管理PLDrsquo;。的确，这个电源管理PLD根本就是电路板设计的适当组件。

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