混合信号功率管理(二)
作者：Mike Brogley，市场推广经理，Microsemi公司
图形化设计配置模式和混合信号功率管理器与高度可靠的、低功耗的快闪SmartFusion智能化混合信号FPGA结合使用，可以提供一个非常出色的功率管理解决方案。
(续上期)
输出界面
输出界面用于定义信令逻辑，这里通过对两个电源轨的额定条件状态进行AND 操作，产生一个低态有效正常信号来定义输出1。该信号变高就表示电路板的功率状态不太正常(图4)。
图4：MPM 设置-输出1。
输出2 通过对电源轨A1 和A2的欠压1 标记进行OR 操作，产生一个高态欠压警报信号来定义，其可板上使用以切换显示器LED 或报警蜂鸣器，或者是发送板外信号显示存在欠压问题(图5)。
图5：MPM设置-输出2。
输出3 通过对电源轨A1 和A2 的过压1 标记进行OR 操作，产生一个高态过压警报信号来定义，同样可用于板上或板外显示过压故障(图6)。
图6：MPM 设置 – 输出 3。
Misc 界面
在Misc 界面中，关电顺序为正向，即电源轨1 关电，然后电源轨2关电;上电顺序也如此，即电源轨1上电，然后电源轨2 上电。此外也支持反向(1 上电，2 上电;2 关电，1关电)或同步(二者同时关电)选择。屏幕上还有内置校准使能/ 禁用功能、上电时隙超时设置和产生的时隙超时行为以及关电后设置(图7)。
图7：MPM 设置 – Misc 界面。
可利用相同的表格式界面来配置单个输入。
图形化界面
为了验证顺序，图形化界面给出了一个被管理的调节器顺序的示意图——表明电源轨A1 上电之前，A2不会开始上电;电源轨A1 关断之前，A2 不会关断(图8)。
图8：MPM 设置 – 图形化界面。
加载新配置
加载新配置非常简单，只需下拉File 菜单，并选择Write NVM 即可。MPM 图形化配置工具支持经由JTAG或I2C 接口写入NVM 数据(图9)。
图9：加载新配置。
目前针对Fusion 和 SmartFusion这两个低功耗、高可靠性快闪FPGA系列推出有MPM 参考设计。
Fusion MPM
用于Fusion 的 MPM 包括GUI配置工具，现在可以免费从Microsemi网站的功率管理资源中心下载：www.actel.com/products/solutions/powermgt/default.aspx。
MPM 演示设计在Fusion 先进开发工具套件上(Fusion AdvancedDevelopment Kit)上运行。该套件包括一个专用的、完全隔离的电源管理区域，其包含4 个由多家制造商提供的板上功率调节器，工作电压分别为1.5V、3.3V 与5.5V。这4 个调节器可充当由MPM 设计所控制的独立电源，通过编程加入到Fusion 器件中。此套件还包含了一个连接数字输出的LED 阵列、控制和信令MPM 操作的板上开关、用于每个电源轨手动改变电源轨电压的电位计、用来仿真调节器故障的中断按钮，以及一个可在演示设计中循环切换电源轨电压和温度读数的板上OLED 显示器，直接显示出Fusion 模拟引脚的读数。用户也可以通过混合信号和数字标头来访问其它的调节器控制通道和数字I/O。这使得这个套件成为一个全面完善的台式(benchtop)开发系统。
SmartFusion MPM
用于SmartFusion 的MPM 包含GUI 配置工具目前已经供货。
图10：Fusion 高级开发套件板。
图11：MPM子板卡。
图12：MPM子板卡和SmartFusion开发工具套件板。
图13：MPM 子板卡和SmartFusion 评测工具套件板。
MPM 子板卡是一个专用的、且完全隔离的电源管理区域，包含4 个工作电压分别为1.5V、3.3V 与5.5V 的板上功率调节器。这4 个调节器可充当由MPM 设计所控制的独立电源，通过编程加入到SmartFusion 开发套件或SmartFusion 评测套件的Smart-Fusion 器件中。这个子板卡还包含了一个连接数字输出的LED 阵列、用于每个电源轨手动改变电源轨电压的电位计，以及用于仿真调节器故障的中断按钮。
在与母板卡(SmartFusion 开发套件或SmartFusion 评测套件)上的混合信号标头连接时，MPM 子板卡可为SmartFusion 器件提供可控制和信令MPM 操作的板上开关，以及可以显示演示设计中的标记状态、电源轨电压与温度读数的板上OLED 显示器。用户也可以通过混合信号和数字标头来访问其它的调节器控制通道和数字I/O。这使得这些套件成为一个全面完善的台式开发系统。
总结
MPM 能够同时满足上述三类设计人员各自的独特要求：模拟设计人员可获得不需要设计综合或RTL 编码的可配置功率管理解决方案;嵌入式设计人员可获得无需外移固件设计流程的功率管理可配置能力;而数字设计人员可利用Microsemi 的快闪FPGA 结构的灵活性来实现扩展性及附加功能性，获得模拟监控的可配置访问。
MPM 充分利用了Microsemi 混合信号FPGA 器件的独特功能，能够提供设计灵活性，减少总体部件数目，提高系统可靠性;此外，它集成了带有可配置主动式功率管理能力的低功耗器件，可降低总体功耗。随着Microsemi 混合信号FPGA 产品的发展，MPM 把SmartFusion 技术的优势引入到了功率管理解决方案中。
