设计应用

超大规模复杂嵌入式系统智能电源健康管理方案的研究与实现

作者:雷志广1,邢磊2,雷志军2
发布日期:2025-01-21
来源:电子技术应用

引言

随着嵌入式系统的硬件平台呈现出多元化的发展趋势,从最初的简单处理器,到现在的FPGA、ASIC、多核处理器、多核异构处理器、MPSOC等,嵌入式系统的硬件平台越来越复杂。电源完整性面临着严峻的挑战,尤其电源通道越来越多、功耗急剧增加、上电时序要求苛刻、复位信号分类复杂,从而导致智能数字电源健康管理单元显得越来越重要[1]。传统智能数字电源健康管理单元方案一般采用一个MCU、CPLD或CPU作为主处理器[2],配套AD采集、运放、Flash及显示等外设,并通过编写代码利用轮询、中断等方式实现对特殊事件的及时处理功能,如及时检测周边温度、过压、欠压、过流及省电模式等,有时还需实时检测并显示出来,且支持将错误事件进行实时记录。如此一个复杂健康管理系统对硬件及软件的要求极高、开发难度大[3],从而导致大多数设计师放弃了智能数字电源健康管理单元,导致系统对异常事件处理能力丧失,甚至导致整个系统烧毁[4]。

基于以上传统智能数字电源健康管理单元的缺点,本文提出基于TI公司的数字电源上电顺序控制电路UCD9090、数字PWM系统控制电路UCD9244实现多路电源电压输出控制、上电顺序控制[5]、电压监控、温度监控、复位信号和配置信号的控制及异常事件记录log功能。此方案与传统智能数字电源健康管理方案相比此方案控制灵活、实现简单,无需编写代码,并且可以通过PMBUS接口实时交互数据并图形化显示电压、电流、温度及功耗。此方案在系统中的应用缩减了产品的上市时间,并使硬件系统及软件系统极度简化[6],提升了系统的可靠性及稳定性。


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作者信息:

雷志广1,邢磊2,雷志军2

(1.中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇所,甘肃 兰州 730000;

2.中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 214000)


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嵌入式系统 电源健康管理 智能数字电源 UCD9090 UCD9244
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