[发明专利]用于控制和监控负载点调整器阵列的数字功率管理器

说明书

相关申请数据

依据35 USC§119(c)，本专利申请要求2004年7月16日提交的、题为“Digital Power Manager for Controlling and Monitoringan Array of Point-of-Load Regulators”的临时专利申请序列号No.60/588,594的优先权。

技术领域

本发明涉及功率控制系统，更具体地说，涉及控制和监控负载点调整器阵列的方法和系统。

背景技术

随着电子系统的增加的复杂性，电子系统通常需要以多种不同的离散的电压和电流电平提供功率。例如，电子系统可包括需要诸如3伏、5伏、9伏等电压的分立电路。此外，许多这样的电路需要相对较低的电压(例如1伏)，而具有相对较高的电流(例如100安)。由于多种原因，不希望在相对较长的距离上以低电压将相对较高的电流传递到电子装置。首先，低电压、高电流传输线路的相对较长的物理路程消耗了相当大的电路板面积并使得电路板上信号线的路线发生拥塞。第二，承载高电流的线路的阻抗往往耗散大量功率，并使得负载调整复杂化。第三，很难定制能适应负载要求改变的电压/电流特性。

为了满足这些功率要求，已知将中间总线电压分布在整个电子系统中，并且在电子系统内的消耗功率的位置处包括各个负载点(“POL”)调整器，即DC/DC转换器。特别地，POL调整器被包括在每个相应的电子电路中，把中间总线电压转换成电子电路所需要的电平。一个电子系统可包括多个POL调整器，把中间总线电压转换成多个电压电平中的每个电压电平。在理想情况下，POL调整器在物理上位于相应的电子电路附近，从而使电子系统内的低电压、高电流线路的长度最小化。中间总线电压可以通过使用使损耗最小化的低电流线路被传递到多个POL调整器。

利用这种分配方法，需要协调对功率系统的POL调整器的控制和监控。POL调整器通常与驱动、编程和监控各个POL调整器的电源控制器相结合地工作。本领域中已知控制器使用多连接并行总线来驱动和编程每个POL调整器。例如，并行总线可以传送使能/禁止比特，用于接通和关断每个POL调整器；以及电压识别(VID)数据比特，用于对POL调整器的输出电压设置点进行编程。控制器还可以使用附加的连接来监控由每个POL调整器传递的电压/电流，以检测POL调整器的故障情况。这种控制系统的缺点在于，它使总的电子系统增加了复杂性和尺寸。

因此，有利地具有用于控制和监控在分布电源系统内的POL调整器的系统和方法。

发明内容

本发明通过提供适用于控制和监控功率控制系统的POL调整器的数字功率管理器而克服了现有技术的这些和其它缺点。

在本发明的一个实施例中，功率控制系统包括多个负载点(POL)调整器，每个适用于将调整后的功率输送给负载；工作连接多个POL调整器的串行数据总线；以及被连接到数据总线的数字功率管理器。数字功率管理器包括控制器，适用于执行存储的指令，以经由串行数据总线对多个POL调整器的工作参数进行编程并经由串行数据总线接收来自多个POL调整器的监控数据。数字功率管理器还包括诸如I²C接口的用户接口，适用于从其接收编程数据并发送监控数据给它。数字功率管理器还包括包含多个寄存器的非易失性存储器，其中包括数字功率管理器配置寄存器，存储有规定了功率控制系统的配置的数据值；POL设置寄存器，存储有反映一个POL调整器的编程状态的数据值；POL监控寄存器，存储有反映在一个POL调整器内的操作情况的状态的数据值；和用户可规定的空间。数字功率管理器适用于对每个POL调整器的电压裕度进行编程。

在本发明的另一个实施例中，至少一个主机用户系统被工作耦合到数字功率管理器。主机用户系统还包括图形用户界面，提供功率控制系统的监控和编程。例如，图形用户界面还提供了用于对每个POL调整器的电压裕度进行编程、用于监控POL调整器的操作情况、和/或用于对POL调整器进行编程的接口。数字功率管理器还适用于经由串行数据总线接收来自POL调整器的故障检测信息。

通过考虑下面对优选实施例的详细说明，将使本领域技术人员更全面地了解用于控制和监控在分布功率系统内的POL调整器的系统和方法以及本发明的其它优点和目的。现在参考将首先被概略地描述的附图。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的示例性POL控制系统的框图；

图2是POL控制系统的示例性数字功率管理器的框图；