用于电源系统管理的PMBus接口设计与验证

发布时间：2023-02-18 14:00

　　在现今的电力电子技术中,子系统不再是独立的,而是集成到整个系统中,数字电源技术有助于降低开关损耗并管理系统复杂的功耗来源。为了优化数字电源系统,非常有必要在电源子系统之间建立标准化的通信方式。此类通信的首批标准之一是英特尔公司基于I²C(Inter-Integrated Circuit)总线推出的系统管理总线规范SMBus(System Management Bus)。PMBus(Power Management Bus)总线规范是SMBus总线规范的改进版本,旨在允许通过指定的物理总线对电源进行数字控制。由于传统电源系统中的功耗、裕度等相关功率测试均需手动改变无源组件以及每个测试用例的额外设置,使得系统级电源管理的设计非常麻烦,数字电源技术为简化设计提供了一种经济有效的方法。基于PMBus总线规范,本文运用自顶向下的方法设计集成电路,采用Verilog硬件描述语言设计出一种总线从控制器,使用Synopsys仿真编译器VCS通过主控制器与之通信验证其功能,通过Design Compile进行综合设计,用StarRC抽取寄生参数,之后采用PrimeTime完成静态时...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
    1.3 研究内容与PMBus总线设计参数
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 PMBus总线设计参数
    1.4 论文的主要组织结构
第二章 PMBus总线协议简介
    2.1 电源管理总线简介
    2.2 基础总线协议SMBus
    2.3 时序要求、传输和电气接口
        2.3.1 有关参考的信息
        2.3.2 寻址和分组
        2.3.3 命令语言
            2.3.3.1 命令和命令码
            2.3.3.2 扩展命令
            2.3.3.3 执行命令
            2.3.3.4 读/写字节
            2.3.3.5 输出电压相关参数的数据格式和相关命令的数据字节
            2.3.3.6 VOUT_SCALE_LOOP和 VOUT_SCALE_MONITOR
    2.4 PMBus接口的开启与关闭
    2.5 PMBus故障管理
    2.6 用于负载点(POL)通信的PMBus命令集
    2.7 本章小结
第三章 系统设计与实现方案
    3.1 PMBus总线系统总体设计
        3.1.1 功能设计
        3.1.2 系统设计
    3.2 设计方法
    3.3 设计流程
        3.3.1 RTL设计
        3.3.2 Synopsys Verilog仿真编译器VCS
        3.3.3 RTL门级DC综合
        3.3.4 时序分析
        3.3.5 IC Compiler
        3.3.6 抽取寄生参数(Extraction)StarRC
        3.3.7 使用PrimeTime进行布局后时序验证
    3.4 本章小结
第四章 PMBus总线控制器前端设计与验证
    4.1 PMBus总线控制器核心模块设计
        4.1.1 时序模块
        4.1.2 功能模块
    4.2 PMBus总线控制器验证模块设计
        4.2.1 控制模块
        4.2.2 信号产生模块
    4.3 PMBus总线控制器模块整体仿真
    4.4 本章小结
第五章 模块数字后端设计
    5.1 逻辑综合
    5.2 可测性设计
    5.3 物理设计
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
附录一 系统命令表
附录二 系统命令注释



本文编号：3745102