3  PM Bus

　　3.1 關(guān)于PM Bus

　　PM Bus是屬于系統(tǒng)管理實(shí)施論壇（System Implementers Forum：SM-IF）的一個(gè)開放性標(biāo)準(zhǔn)，用于定義功率集成電路，所有類型的功率變換電路（例如AC/DC，隔離的DC/DC，非隔離的點(diǎn)負(fù)載（POL）變換器和微處理器供電的變換器等）之間相互通信的一種開放性通信協(xié)議。

　　有關(guān)PM Bus的有關(guān)技術(shù)文件可以免費(fèi)得到，并且任何對(duì)PM Bus感興趣的公司都可以參與到SM-IF論壇中。

　　電源管理總線接口論壇（PM Bus-IF）是系統(tǒng)管理接口論壇（SM-IF）的一部份，是一個(gè)非盈利性質(zhì)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織。

　　由主要電源產(chǎn)品供應(yīng)商、半導(dǎo)體公司和有關(guān)軟、硬件產(chǎn)品供應(yīng)商參于的PM Bus接口論壇（PM Bus-IF）所制定的PM Bus是一種開放的電源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，目前PM Bus接口論壇有30多個(gè)成員，其目的是要促進(jìn)PM Bus的推廣和使用，電源管理總線（Power Management Bus：PM Bus）是關(guān)于電源系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　在PM Bus中充分定義了電源系統(tǒng)中的變換器和其它相關(guān)部件之間的有關(guān)命令語(yǔ)句，PM Bus控制協(xié)議是建立在系統(tǒng)管理總線（SM Bus）的串行通信協(xié)議基礎(chǔ)上，利用PM Bus可以實(shí)現(xiàn)有關(guān)編程、控制和有關(guān)電源變換產(chǎn)品的實(shí)時(shí)監(jiān)控，是一種用于電源部件之間的模擬和數(shù)字信號(hào)控制的一種方便、實(shí)用的通信控制方式，有良好的互操作性，利用PM Bus可以簡(jiǎn)化電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和節(jié)省電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期。目前使用PM Bus的有關(guān)公司各單如下：

　　Active-Semi
　　Analog Devices,Inc.
　　Artesyn Technologies,Inc.
　　Astec of Emerson Network Power
　　ATC Power Systems
　　Cherokee International
　　CHiL Semiconductor Corporation
　　ColdWatt
　　Dell
　　Delta Electronics
　　Ericsson Power Modules
　　Fairchild Semiconductor
　　Infineon
　　Integral Wave Technologies
　　Intel
　　International Rectifier
　　Intersil Corporation
　　Linear Technology
　　Maxim Integrated Products, Inc.
　　Micro Computer Control Corporation (MCC)
　　Microchip
　　Murata
　　National Semiconductor
　　NXP
　　ON Semiconductor
　　Power Plaza
　　Primarion
　　Richtek
　　Roal Electronics
　　RRC Power Solutions
　　Silicon Laboratories
　　Sili con Storage Technology
　　STMicroelectronics
　　Texas Instruments
　　Tyco Electronics Corp.
　　Unipower Corporation
　　Vicor
　　Volterra Semiconductor Corporation
　　Zilker Labs

　　到目前為止，電源系統(tǒng)各部份電路之間的通信已不是一個(gè)新的概念，在電源系統(tǒng)和主控電路單元之間的通信已使用了許多年，最早采用使電源系統(tǒng)工作和被監(jiān)控的通信控制方法，電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)被主控電路加以監(jiān)控。

　　微控制器（MCU）是一種可以很好應(yīng)用于電源管理的器件，利用微控制器可以實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)更為復(fù)雜和有效的控制和監(jiān)控，最早使用的電源控制命令就是電源的開/關(guān)控制命令，隨后，隨著在電源系統(tǒng)中微控制器件的使用，就可以很方便的實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓/輸出電流等相關(guān)工作參數(shù)的控制。例如，利用一個(gè)“digi pot”的簡(jiǎn)單部件就可以通過(guò)微控制器來(lái)調(diào)節(jié)電源系統(tǒng)的電壓檢測(cè)信號(hào)和電流檢測(cè)信號(hào)的參數(shù)，而“digi pot”這類的器件又是許多采用I2C總線優(yōu)勢(shì)的器件之一。利用I2C總線可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器、顯示器、傳感器和電源控制集成電路之間的互連。

　　早在1995年，通過(guò)各種各樣的總線，（例如RS-232、單線（One Wire）、SPI和I2C等）完成了電池管理工作，這時(shí)對(duì)通信管理的物理接口、命令、數(shù)據(jù)格式均沒(méi)有統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Intel公司和Duracell公司合作開發(fā)了智能電池系統(tǒng)SBS（Smart Battery System），其目的想要做出一個(gè)與電池類型無(wú)關(guān)的高級(jí)和精確的電池管理系統(tǒng)，并且使這個(gè)智能電池管理系統(tǒng)適用于不同的可充電電池生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的可充電電池的充電管理，并降低智能電池管理系統(tǒng)支持多種通信控制協(xié)議的負(fù)擔(dān)，這個(gè)物理通信協(xié)議就是系統(tǒng)管理總線（SM Bus），而命令語(yǔ)言就是智能電池?cái)?shù)據(jù)SBD（Smart Battery Data）。

　　系統(tǒng)管理總線（SM Bus）是I2C總線的一個(gè)版本，是智能電池系統(tǒng)（SBS）的物理層。智能電池系統(tǒng)（SBS）的上一層發(fā)出命令，并在智能電池系統(tǒng)元件之間實(shí)現(xiàn)有關(guān)命令的響應(yīng)，智能電池、智能充電器和智能選擇器利用SM Bus的通用命令就可以完成相關(guān)控制信息的傳送和響應(yīng)。這些命令有許多是和I2C中的命令相同的，利用這些命令可以完成電池容量和工作條件的監(jiān)控。同時(shí)更為重要的是，智能電池系統(tǒng)（SBS）中的電池或主控電路還可以對(duì)智能充電器發(fā)出控制命令，利用這些控制命令來(lái)設(shè)定充電器的輸出電壓、輸出電流和其它一些重要的工作參數(shù)。在大多數(shù)情況下，輸出電壓命令的分辨在mV數(shù)量級(jí)，輸出電流命令的分辨率在mA數(shù)量級(jí)，利用SM Bus可以完成和可充電電池類型無(wú)關(guān)的充電器系統(tǒng)的管理和控制。

　　1996年，由Intel和Duracell公司發(fā)起成立的智能電池管理系統(tǒng)接口論壇（SBS-IF）。為了保持智能電池系統(tǒng)（SBS）和SM Bus的優(yōu)越性，其它一些相關(guān)公司也參與到了論壇的工作，特別是美國(guó)德州儀器TI公司參與了電源管理總線接口論壇（PM Bus-IF）的工作。

　　在筆記本電腦的硬件電路中智能電池系統(tǒng)（SBS）和SM Bus已得到了廣泛的應(yīng)用，在Windows2000系統(tǒng)中也含有SM Bus的軟件驅(qū)動(dòng)程序。

　　智能電池系統(tǒng)（SBS）和SM Bus有關(guān)技術(shù)內(nèi)容的發(fā)展是和高級(jí)結(jié)構(gòu)與電源接口（ACPI：Advanced Configuration and Power Interface）的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容的發(fā)展同步進(jìn)行的。ACPI的第1版本在1996年12月公布，其中，Intel公司發(fā)揮了重要的作用，對(duì)與操作系統(tǒng)和電源管理（OSPM：Operating System-directed Configuration and Power Management）應(yīng)用方面有關(guān)的內(nèi)容，ACPI是一個(gè)很重要的內(nèi)容。如果要實(shí)現(xiàn)SBS和支持SBS系統(tǒng)的SM Bus，需要用到和高級(jí)結(jié)構(gòu)與電源接口（ACPI）兼容的有關(guān)系統(tǒng)。

　　1998年，SBS-IF發(fā)布了SBS1.1和SMBus1.1版本。SMBus1.1中的主要特點(diǎn)是在每個(gè)SM Bus通信數(shù)據(jù)包的末位加了可選數(shù)據(jù)包檢錯(cuò)字節(jié)，采用8位的循環(huán)冗余糾錯(cuò)檢錯(cuò)算法（CRC-8）。

　　2000年，SBS-IF發(fā)布了SMBus2.0，即所謂基于PCI的SM Bus。SMBus2.0中允許器件的地址被動(dòng)態(tài)分配，然后，外設(shè)元件互聯(lián)特殊興趣小組（PCI-SIG：Peripheral Component Interconnect Special Interest Group）（在2000.10.20日）將它的PCI連接器的第○40和○41引腳分配給SM Bus的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)。

　　在2000年，SBS-IF公布了它用于Windows的SM Bus的驅(qū)動(dòng)程序。和微軟的SM Bus驅(qū)動(dòng)程序不同，SBS-IF推出的SM Bus驅(qū)動(dòng)程序可以用于Windows98系統(tǒng)，并且工作時(shí)不需借助于嵌入式控制器。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　作為源于1998年的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，Intel公司公布了它的智能管理接口平臺(tái)IPMI（Intelligent Platform. Management Interface）。IPMI1.0采用I2C總線作為它的物理層，IPMI1.5可以使用SM Bus 1.1，并且具有使所傳送的數(shù)據(jù)包出錯(cuò)的檢測(cè)功能。

　　作為數(shù)控源系統(tǒng)，很需要一個(gè)用于電源通信管理的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中需注意以下幾方面的問(wèn)題：首先這個(gè)協(xié)議對(duì)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而言要簡(jiǎn)單、易懂和易學(xué)，并且造價(jià)要低。這里I2C總線就是一個(gè)很好的例子，智能電池系統(tǒng)（SBS）采用SM Bus用于可充電電池充電器和背光照明系統(tǒng)的電源管理已有一段時(shí)間了。

　　在2004年，由電源管理總線（PM Bus）開發(fā)為主的一些公司推出了電源管理用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，PM Bus采用SM Bus做為它的物理通信層，并且支持SM Bus中的如可選控制信號(hào)線。在現(xiàn)行的PM Bus 1.0中沒(méi)有地址仲裁功能，PM Bus的技術(shù)指標(biāo)被分為2部份，第1部份規(guī)范了物理層的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，第二部份規(guī)范了命令層的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)。同樣，和在SM Bus智能電池系統(tǒng)（SBS）中界定了便攜式電源管理的方法一樣，在PM Bus中也界定了電源子系統(tǒng)的管理方法。

　　SM Bus的主要任務(wù)由負(fù)載點(diǎn)聯(lián)盟POLA（Point of Load Alliance）和分布式電源開放標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟DOSA（Distributed-Power Open Standards Alliance）加以賦予。

　　在2005年，智能電池系統(tǒng)接口論壇（SBS-IF）又被更名為系統(tǒng)管理接口論壇（SM-IF），并且經(jīng)過(guò)重新組合，形成2個(gè)論壇，即SBS論壇（SBS-IF）和PM Bus接口論壇（PM Bus-IF）。組織利用了SBS和PM Bus的共生關(guān)系，SBS工作組利用SM Bus來(lái)進(jìn)行筆記本電腦中的電源管理和控制已有10余年的時(shí)間，所有這些對(duì)PM Bus的開發(fā)與使用都有很大的幫助。

　　在2005年3月PM Bus接口論壇推出了PM Bus的1.0版本有關(guān)技術(shù)文件，目前有30多個(gè)公司使用PM Bus，利用PM Bus可以簡(jiǎn)化數(shù)字電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

　　3.2 PM Bus的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和有關(guān)命令類型

　　PM Bus的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖7所示，有關(guān)命令類型如表1所示。

　　                        圖7 PM Bus的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　表1 PM Bus的有關(guān)命令類型