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要用电源管理器件的可编程数字部分来定义特定电路板的逻辑，其中，结合了从可编程电源监测部分获得的结果，以实现诸如复位生成、电源故障中断生成及独立电源的上电顺序控制之类的功能。可编程的、基于软件的设计方法使电源管理器件能够提供依赖于电源管理功能的种类繁多的电路板。

采用一种可编程电源管理器件

可编程电源管理解决方案的一个例子是Lattice半导体公司的Power Manager II器件。Power
Manager II集成了若干可编程数字和模拟部分，使集成多个单一功能的电源管理器件成为可能。图2所示为Power Manager II器件的方框图。

图3：Power Manager II器件的方框图

图3 中描绘的器件是作为Power Manager II家族成员之一的Power1014A。这个特殊的器件具有14个输出，能够检测10个电源轨，它实现了所有的电源管理功能。

该器件利用20个片上可编程门限精密比较器来监测多达10个电源的过压和低压情况。典型的监测精度是0.3%。数字监测输入可以被用于与数字信号的接口，如手动复位输入、电源和关机等等。

该器件有四个定时器，每一个都可以122个步长从32μs编程到2秒。这些定时器可以被用于控制上电顺序的延迟、复位脉冲的展宽和看门狗定时器。

片上的24个宏单元CPLD可以驱动12个开漏输出，使DC-DC转换器能够控制上电顺序、生成一个CPU的复位信号并驱动用于实现热插拔功能的P沟道MOSFET。

有两个高压MOSFET驱动器(最高12V)，它们使电源通过N沟道MOSFET供电，或实现软启动功能，或在负电源轨实现热插拔功能。

任何微处理器，通过I2C接口可以利用片上的10位模/数转换器来测量任何电源电压。I2C接口也可以被用于监测电源比较器、输入和输出的状态。

可编程性使电源管理的标准化成为可能

通过简单地配置可编程器件，设计工程师能够在单一可编程电源管理器件中实现所有的板级电源管理功能。同一颗可编程器件可以被用于多块电路板，而不是采用独特的(多颗)单一功能IC。因此，设计工程师可以跨越整个设计在一个可编程电源管理器件上实现标准化。

标准化电源管理功能的优势

把电源管理功能集成到单一可编程电源管理器件之中并把同一个器件应用到多个电路板上，就提供了下列这些优势：

- 缩小电路板面积，提高可靠性

把多个单一功能的IC 集成到一个器件中的主要有利条件之一是缩小了电路板的面积。减少元器件的数量和相关的布线，就可以缩小电路板的面积及相关的成本。从统计角度看，减少元器件的数量也就提高了电路板的可靠性。

- 具备满足复杂电源管理要求的能力

当今电路板上所使用的电源数量与日俱增，此外，监测和控制功能的复杂性也正在增加。因为可编程电源管理器件集成了更多的电源监测输入(跟单一功能的IC 相比)以及可编程数字逻辑部分，这些器件更适合于实现复杂的电源管理功能。除此以外，可编程性提供了快速适应不断变化的规格所需要的灵活性。

- 不需要备用货源
为了防止因一种器件无法供货而造成停工待料，典型情况下，备用货源一直是要求必备的条件，但是，典型的系统将需要来自多个供应商的多个小(批量)的单一功能器件，因此，这种要求被这一事实放大了。通过把所有电路板和项目(所采用的电源管理方案)在一个可编程电源管理器件上实现标准化，就可以极大地减少耗费时间和占用资源的备用货源，或者连备用货源都取消掉。

- 降低整个系统的成本

可编程电源管理器件的特色在于成本比多个单一功能IC 的成本总和要低。此外，对系统中多个电路板的电源管理进行标准化可以进一步降低成本，因为批量购买的折扣被增加了。

- 电源管理功能可以在软件中实现

设计是利用软件在可编程电源管理器件中实现的。典型情况下，软件设计工具也能够利用板上仿真器对电源管理算法进行验证。在把它们提交给电路板之前，要完全验证电源管理设计，第一时间取得成功的可能性就会很高，从而进一步缩短上市时间。

本文小结

现代电路板设计势在必行的是标准化的可编程电源管理。

用于当今电路板的电源的数量持续增加，正如电源管理算法不断变得更为复杂一样。然而，过时的传统电源管理解决方案常常被应用以满足"增强"的电源管理的要求，从而导致电路板设计的效率低下、成本昂贵且通常要作出各种折衷。

本文提出了一种针对这种复杂的电源管理问题的设计解决方案：利用可编程混合信号电源管理器件。利用适用于系统中所有电路板的器件，设计工程师可以在这种"电源管理PLD"上实现标准化，从而降低成本、提高可靠性并加快上市时间。

关键词： 可编程 电源管理 电路板设计