Шина управления питанием

Шина управления питанием (PMBus) — это вариант шины управления системой (SMBus), предназначенный для цифрового управления источниками питания . Как и SMBus, это относительно медленный протокол двухпроводной связи, основанный на I²C . В отличие от любого из этих стандартов, он определяет значительное количество команд, специфичных для предметной области, а не просто говорит, как взаимодействовать с помощью команд, определенных пользователем.

Обзор

В первой части дается обзор с особым упором на SMBus, а во второй части подробно описаны все команды, определенные для устройств PMBus. Существуют как стандартные команды, так и команды, специфичные для производителя. Требования соответствия для PMBus минимальны и описаны в части I спецификации. Подробную информацию см. в спецификации PMBus 1.1.

Сравнение с SMBus

На самом низком уровне PMBus следует за SMBus 1.1 с некоторыми отличиями. Более подробно эта информация представлена ​​в Части I спецификации PMBus:

• Допускаются скорости шины 400 кГц (по сравнению с ограничением SMBus в 100 кГц)
• В PMBus блоки могут включать до 255 байтов (по сравнению с 32-байтовым ограничением SMbus).
• Как и в SMBus 2.0, используется только семибитная адресация.
• Некоторые команды используют вызовы процессов блоков SMBus 2.0.
• Для уведомления хоста о сбоях можно использовать либо механизм SMBALERT#, либо протокол уведомления хоста SMBus 2.0.
• Устройства PMBus должны поддерживать групповой протокол, согласно которому устройства откладывают выполнение команд до тех пор, пока не получат завершающий сигнал STOP. Поскольку до этого STOP команды могут быть поданы множеству различных устройств, это позволяет ведущему устройству PMBus синхронизировать их действия.
• Определен протокол «расширенной команды», использующий второй байт команды для добавления еще 256 кодов как для стандартных, так и для команд, специфичных для производителя.

Команды PMBus

Командное пространство PMBus можно рассматривать как предоставляющее множество читаемых и часто записываемых атрибутов устройства, таких как измеренные уровни напряжения и тока, температуры, скорости вращения вентиляторов и т. д. Разные устройства будут предоставлять разные атрибуты. Некоторые устройства могут отображать такие атрибуты на нескольких «страницах», например, на одной странице, управляющей каждой шиной питания (возможно, 3,3 В, 5 В, 12 В, –12 В и программируемый источник питания, поддерживающий 1,0–1,8 В). Устройство может устанавливать пределы предупреждений и сбоев, при превышении которых будет предупреждаться хост и, возможно, инициироваться восстановление после сбоя. Разные устройства будут предлагать разные возможности.

Возможность запрашивать устройство PMBus 1.1 о его возможностях может быть особенно полезна при создании инструментов, особенно в сочетании с возможностью хранить пользовательские данные в устройствах (например, в EEPROM ). Без такой возможности запроса доступны только данные внешней конфигурации, подверженные ошибкам.

Часть II спецификации PMBus охватывает все стандартные команды PMBus. В нем также описываются модели управления выходной мощностью и током, управления неисправностями, преобразования значений в форматы, понятные данному устройству, и обратно, а также доступа к информации, предоставляемой производителем, такой как инвентарные данные (модель, серийный номер и т. д.) и рейтинги устройств. .

Linear11 Формат с плавающей запятой

PMBus определяет свой собственный 16-битный формат с плавающей запятой, называемый «Linear11».

• N = показатель степени со знаком
• Y = мантисса со знаком

Представленное значение = Y × 2 ^Н

В отличие от формата с плавающей запятой половинной точности (который также использует всего 16 бит) и других типичных форматов с плавающей запятой, используется 11-битная мантисса со знаком, а не беззнаковая дробь с отдельным битом знака. Аналогично, показатель степени хранится как 5-битное число со знаком, а не как более типичное смещенное беззнаковое число. Это имеет следующие последствия:

• Знак результирующего числа однозначно зависит от бита 2 старшего байта, а не от самого старшего бита старшего байта.
• Поскольку оба значения хранятся как числа со знаком, при декодировании числа необходимо явно расширить знак обоих значений. Однако это упрощает процесс кодирования.
• Не существует представления отрицательного нуля.
• При изменении знака результирующего числа необходимо учитывать некоторые особые крайние случаи:
  • Знак результата можно инвертировать с помощью 11-битной операции дополнения до двух тогда и только тогда, когда Y ≠ -1024.
  • Когда Y = -1024, процесс инверсии знака должен дать Y = 512, N = N + 1, тогда и только тогда, когда N остается меньше 32.
  • Самое отрицательное число представлено Y = -1024 и N = 31. Для этого числа не существует положительного представления.

Вопросы патентования

В январе 2008 года Power-One выиграла иск о нарушении патентных прав между ними и Artesyn Technologies в отношении конвертеров последней с поддержкой PMBus. Power-One утверждает, что для приложений PMBus требуется лицензия от них. Потенциальные пользователи PMBus должны самостоятельно разобраться в этой проблеме. Смотрите внешние ссылки.

См. также

• I²C (I2C)
• Шина управления системой (SMBus)
• Расширенный интерфейс конфигурации и питания (ACPI)
• Список сетевых автобусов

Внешние ссылки

Официальный

• Официальный сайт
• Официальные спецификации PMBus (бесплатно)

Другой

• PMBus – панацея или хайп? это статья, информативная о контексте PMBus, написанная редактором спецификаций.
• Статья из журнала Electronic Design описывает судебный процесс между Power-One и Artesyn Technologies, по состоянию на 24 июля 2013 г.