模塊化的ATCA FRU電源管理架構

ATCA FRU模塊化電源管理

模塊化ATCA FRU電源管理具有許多優點，主要包括能夠縮短產品上市時間，快速適應工作環境的變化，降低成本，并增加軟件和硬件以及整個系統功能的可靠性。

圖3的解決方案是對圖2所示的電源管理控制的修改。在此方案中，IPMC只執行平臺管理功能，指導Power1220實現所有的PPM功能。

圖3 模塊化ATCA FRU電源管理：IPMC + Power1220。

這個方塊圖分成3個部分：IPMC(用微控制器實現)；可編程電源管理控制器(采用Power1220)；FRU載荷電路，DC/DC轉換器和MOSFET。

Power1220使用片內48個宏單元CPLD實現子模塊功能，如圖中的FRU載荷電源管理 Power1220所示。送入子模塊載荷電源直接控制MOSFET的開啟或關閉。ATCA電路板的典型功耗是100W或更多一些。為了滿足電源要求，12V的總線應該能夠提供8A的電流。為了確保大電流通過，PPM必須使MOSFET工作在安全區，這個功能由多個熱插拔控制器集成電路來實現。

片內PLD實現電源定序和跟蹤功能，控制所有DC/DC轉換器的開啟、關閉定序。在調試階段經常會改變定序算法，這可以通過改變狀態機的代碼來實現。

用片上的10位ADC并通過I²C 總線，IPMC能測量所有的電壓和電流。Power1220提供多個數字反饋控制環和DAC支持多達8個DC/DC轉換器的調整和裕度。

用24個片上可編程閾值(典型值 0.2%)比較器監控多達12個電源過電壓和欠電壓故障。這個功能整合了許多監控集成電路的功能。因為每個比較器的閾值是可編程的，可用來監控各種電壓而無需外部的分壓器。復位產生器用相同的可編程閾值比較器產生CPU復位信號和片上定時器提供復位脈沖持續時間功能。

PPM的中斷命令塊將IPMC的命令轉成針對前面描述的每個塊的多個控制信號。例如，執行開啟電源指令要求下面一些功能：開啟電源(+12V)送至MOSFET；一旦電壓到達閾值，開啟DC/DC轉換器，針對該FRU遵循所要求的電源定序規則；倘若上電時電源有故障，立即關閉所有的電源并告知IPMC有故障；所有電源開啟后，產生冷復位；上電后，有時這個信號要求脈沖持續100毫秒；發送“成功”狀態響應至IPMC。

Power1220有24個可編程閾值比較器的12個模擬輸入、6個數字輸入、20個輸出(包括4個電荷泵MOSFET驅動器)、擁有8個數字閉環控制塊的8 DAC，以及片上可編程定時器以實現所有如圖3所示的PPM功能。