電源中常用的總線技術
發布時間:2009-10-19 來源:機電商情網
中心議題:
- I2C總線接口電路
- I2C總線係統的功能
- I2C總線係統的控製過程
解決方案:
- CPU與存儲器之間的數據交換
- CPU對被控電器的控製過程
- I2C總線控製的集成電路或器件必須具有專用的總線端子
隨著IT技術對電源技術的滲透,數字電源技術應運而生,由於數字電源的控製靈活、結構變化靈活、調節、weihufangbianhezaojiadideyixilieyoudian,daibiaoledianyuanjishudefazhanfangxiang。erzaishuzidianyuanzhong,zongxianjishufahuilehenzhongyaodezuoyong,benwenjieheshuzidianyuanzhongchangyongdezongxianjishujiayijieshao。
I2C總線
I2C總線是英文“InterIntegratedCircuitBus”的縮寫,常譯為“集成電路間總線”或“內部集成電路總線”。I2C總線以它強大的控製能力和精巧的電路結構,得到各生產廠家的認可。目前,I2C總線在許多電子產品中廣泛應用。
I2C總線接口的有關技術指標最早在1982年確定。Philips公司將I2C總線以簡單雙線接口的形式首先推出,用於在同一塊電路板或機櫃中的有關電子部件之間實現通信,1987年Philips公司擁有了I2C總線的專利。在I2C中有兩條信號線,一條用於時鍾信號的傳輸,一條用於數據信號的傳輸,通過I2C總線,可以在主控部件和從控部件之間完成有關命令、控製和工作信息通過兩條串行信號線來傳輸。
I2C總線的最典型應用就是通過一個主控部件來完成有關部件之間的通信控製。由於I2C總線的使用簡單性,所以目前I2C總線得到了廣泛的應用,I2C總線的有關性能不斷得到提高,通信速率和尋址範圍也在不斷提升。
作為工業標準,I2C總線作為一種很有吸引力的物理通信方式,在ACCESbus、SMBus、PSMI和IPMI工業標準總線中,I2C總線的有關技術指標也被引用。I2C總線可以應用於許多的微控製器,並且在許多應用場合,利用通用的I/O引腳,通過軟件也可以驅動I2C總線。
例如,在1991年,由一些公司牽頭開發了ACCESSbus(存取總線,簡稱A.b),這裏利用了I2C總線作為它的物理通信層,從而使ACCESSbus具有使能被控器件的能力,ACCESSbus被用作是一種改進的、簡化的、規範的和靈活多用的方法來連接計算機的內部,外部器件到CPU,它支持像時鍾和電池電能監控等器件的工作,並且也支持鍵盤、鼠標、顯示器和調製解調器的工作。在1995年,ACCESSbus工作組(ABIG)發布了V3.0技術文件版本,一些公司(例如:USAR和日本Fujitsu公司都參加到了ABIG的活動中,並在智能電池係統接口論壇SmartBatterysystemInterfaceForum:SBS-IF)中積極參與工作。
關於I2C總線
I2C總線是串行總線係統,I2C總線由兩根線組成,一根是串行數據線,常用SDA表示;另一根是串行時鍾線,常用SCL表示。CPU利用串行時鍾線發出時鍾信號,用串行數據線發送或接收數據,實現對被控電路的調整與控製。由於I2C總線隻有兩根信號線,因此數據的傳輸方式是串行方式,其數據傳輸速度低於並行數據傳輸方式,但I2C總線占用CPU的引腳很少,隻有兩個,有利於簡化CPU的外圍線路。
在I2C總線係統中,CPU是核心,I2C總線由CPU電路引出,其他被控對象均掛接在I2C總線上,I2C總線係統電路結構示意圖如圖1所示。

圖1I2C總線係統電路結構示意圖
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I2C總線接口電路
I2C總線上傳輸的是數字信號,如果I2C總線上掛接的被控集成電路為模擬電路,為便於與被控模擬電路通信,在被控對象中需要增加I2C總線接口電路,受控IC中I2C總線接口電路工作原理圖如圖2所示。接口電路一般由I2C控製器和控製開關等電路組成。由CPU送來的數據信息經譯碼器譯碼後控製信號才能對被控IC執行控製操作。被控對象通過I2C總線接口電路接收由CPU發出的控製指令和數據,實現CPU對被控對象的控製。
I2C總線是雙向總線係統,通過I2C總線CPU可以向被控IC發送數據,被控IC也可通過I2C總線向CPU傳送數據,但被控IC是接收數據還是發送數據則由CPU控製。由於I2C總線是雙向總線係統,因此CPU可以對I2C總線上掛接的有關電路進行故障檢查。
對生產自動化調整功能的電器,可將生產線上的計算機與電器的I2C總線相連,根據電器不同調整項目的預置功能和要求,將最佳調整數據傳送到電器的E2PROM存儲器中,也可將標準數據固化在CPU的隻讀存儲器中。采用I2C總線的電器節省了很多可調電位器,簡化了調整工藝,產品的一致性好,工作可靠性高。

圖2I2C總線係統的電路結構示意圖
I2C總線係統的功能
以CPU為核心的I2C總線係統,主要用完成以下幾個功能。
⑴用戶操作功能
用戶在使用電器時,通常要進行有關控製參量的調節、控製等操作,操作時隻需按動本機鍵盤或遙控器鍵盤上的相應按鍵,CPU便通過I2C總線向被控電路發出有關控製指令。
⑵維修調整功能
wanchengduibeikongdianqigedanyuandianlujinxinggongzuofangshishedinghetiaozhengdekongzhigongneng。zaiputongdianqizhong,shiliyongketiaodianweiqijinxingyouguandanyuandianludegezhonggongzuocanshutiaozheng。erzaiI2C總線的被控電器中,這些參數都可由操作人員進行專門的調整狀態後,通過遙控器或本機操作鍵來完成有關工作參數的調整。
⑶故障自檢功能
由於I2C總線上的信息是由SDA和SCL兩線串行數據信號線雙向傳輸的,因此CPU可以對I2C總(zong)線(xian)的(de)通(tong)信(xin)情(qing)況(kuang)和(he)被(bei)控(kong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce),並(bing)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)顯(xian)示(shi)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo),為(wei)維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)有(you)關(guan)故(gu)障(zhang)自(zi)檢(jian)信(xin)息(xi)。被(bei)控(kong)器(qi)送(song)來(lai)的(de)低(di)電(dian)平(ping)應(ying)答(da)信(xin)號(hao),CPU就jiu會hui判pan斷duan該gai被bei控kong器qi有you故gu障zhang,並bing終zhong止zhi數shu據ju傳chuan送song。由you於yu各ge被bei控kong集ji成cheng電dian路lu和he器qi件jian均jun有you自zi己ji的de地di址zhi,所suo以yi,在zai總zong線xian上shang不bu同tong時shi間jian傳chuan送song著zhe眾zhong多duo的de控kong製zhi信xin號hao,但dan各ge被bei控kong器qi隻zhi要yao把ba與yu自zi己ji地di址zhi相xiang同tong的de控kong製zhi信xin號hao從cong總zong線xian上shang取qu下xia來lai,並bing進jin行xing識shi別bie和he處chu理li,得de到dao相xiang應ying的de控kong製zhi信xin號hao,就jiu可ke以yi實shi現xian相xiang應ying的de控kong製zhi。
I2C總線係統的控製過程
⑴CPU與存儲器之間的數據交換
I2C總線係統中的存儲器存儲有兩種信息:一是用戶信息,是用戶寫入的控製信息,此信息用戶可以更改,如各種模擬控製量(例如電源的OVP、OCP、OTP和所需輸出電壓值等);另一種是控製信息,是由廠家寫入的控製數據,此信息用戶不能改變。電器正常工作時,CPU從存儲器中取出有關用戶信息和控製信息,並送往被控電路使其處於正常工作狀態;當調整電器時,CPU也從存儲器中取出控製信息,檢修人員使用正確的調試步驟來改變這些控製信息,以確保采用I2C總線的電器處於最佳工作狀態。
⑵CPU對被控電器的控製過程
CPU對采用I2C總線的被控電器控製需經過以下過程。
①CPU尋址過程。當CPU要對某被控器進行控製時,CPU將向總線發出該被控器的地址指令,被控器收到指令後,便發出應答信息,CPU總線收到應答信息後,就將該被控器作為控製對象。
②CPU調用數據過程。CPU找到被控器後,就從存儲器中調出相應的用戶信息及控製信息,並通過I2C總線送到被控器,使被控器處於所要求的工作狀態。
③被bei控kong器qi執zhi行xing指zhi令ling的de過guo程cheng。被bei控kong器qi接jie收shou到dao指zhi令ling後hou,便bian對dui指zhi令ling進jin行xing譯yi碼ma,並bing將jiang譯yi碼ma的de結jie果guo與yu自zi己ji的de控kong製zhi內nei容rong編bian碼ma進jin行xing比bi較jiao,以yi確que定ding進jin行xing何he種zhong操cao作zuo,這zhe項xiang工gong作zuo是shi由you總zong線xian接jie口kou電dian路lu中zhong的de譯yi碼ma器qi來lai完wan成cheng的de。確que定ding進jin行xing何he種zhong操cao作zuo後hou,總zong線xian接jie口kou電dian路lu中zhong的de相xiang應ying控kong製zhi開kai關guan便bian自zi動dong接jie通tong,控kong製zhi數shu據ju經jing過guo控kong製zhi開kai關guan送song到daoD/A轉換器,轉換成模擬控製電壓,用以控製相應的模擬電路,完成有關操作。I2C總線數據傳送最繁忙的時刻是在采用I2C總線電路的剛開機一瞬間,由於被控電路沒有存儲數據的功能,因此,每次開機時CPU都要從存儲器中取出控製數據,送往各被控器,使被控器進人相應的工作狀態。因此,剛開機時CPU的控製任務最繁重,控製過程最複雜,損壞的可能性也就最大,所以使用I2C總線的電器應盡量避免頻繁開/關機。
根據電器功能的強弱以及在I2C總線上掛接的被控電路的不同,在I2C總線采用的CPU上可引出一組或多組I2C總線。
由I2C總線控製的集成電路或器件必須具有專用的總線端子,即SDA端子與SCL端子。凡是具有SDA、SCL端子(引腳)的集成電路或器件,均可以由總線控製。[page]
I2C總線信號的傳輸方式
I2C總線中的兩根信號線(SDA、SCL)在傳輸各種控製信號的過程中是有嚴格分工的。其中,SDA數據線用來傳輸各控製信號的數據及這些數據占有的地址等內容;SCL時鍾線用來控製器件與被控器件之間的工作節拍。為保證總線輸出電路得到供電,SDA線和SCL線均通過上拉電阻和電源連接,當總線空閑時,SDA和SCL兩線均保持高電平。I2C總線控製信號傳輸波形如圖3所示。

圖3I2C總線控製信號傳輸波形
(1)時鍾線控製信號
SCL線為高電平期間,SDA線上傳輸的數據必須保持穩定,在此期間,控製器件與被控製器件之間可以交換數據;SCL線為低電平期間,SDA線上傳輸的數據可以變化,即允許數據線上電平高低跳變。
(2)數據線控製信號
數據線上傳輸的控製信號,均按圖3所示的內容和順序先後傳輸:起始狀態信號、被控電路地址、讀寫方式(數據傳輸方向位)、應答信號、數據信號、應答信號、數據信號、應答信號、終止狀態信號。
在(zai)時(shi)鍾(zhong)線(xian)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping)期(qi)間(jian),數(shu)據(ju)線(xian)上(shang)一(yi)個(ge)電(dian)平(ping)由(you)高(gao)到(dao)低(di)的(de)跳(tiao)變(bian)規(gui)定(ding)為(wei)起(qi)始(shi)狀(zhuang)態(tai),電(dian)平(ping)由(you)低(di)到(dao)高(gao)的(de)跳(tiao)變(bian)規(gui)定(ding)為(wei)終(zhong)止(zhi)狀(zhuang)態(tai),起(qi)始(shi)狀(zhuang)態(tai)信(xin)號(hao)和(he)終(zhong)止(zhi)狀(zhuang)態(tai)信(xin)號(hao)均(jun)由(you)CPU發出。當CPU發出起始狀態信號後,總線即處於占用狀態;當CPU發出終止狀態信號後,總線又處於空閑狀態。在SDA線上傳輸的數據,其字節為8位。前7位是被控電路的地址,第8位是數據傳輸的方向位,“0”表示由CPU發送數據,“1”表示CPU接收數據。每傳輸一個數據字節後,跟著一位應答(確認)信號,這個應答信號是由CPU發出的,在應答位時鍾期間,CPU釋放數據線,以便被控器在這一位上送出應答信號。
當被控器的數據接收無誤時,被控器發出低電平應答信號,經確認後的數據才有效。當數據被確認後,CPU便可以繼續傳送數據並繼續對數據加以確認,直到CPU發出終止狀態信號為止。若在應答位時鍾期間,CPU未接收到被控器送來的低電平應答信號,CPU就(jiu)會(hui)判(pan)斷(duan)該(gai)被(bei)控(kong)器(qi)有(you)故(gu)障(zhang),並(bing)終(zhong)止(zhi)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)。由(you)於(yu)各(ge)被(bei)控(kong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)和(he)器(qi)件(jian)均(jun)有(you)自(zi)己(ji)的(de)地(di)址(zhi),所(suo)以(yi),在(zai)總(zong)線(xian)上(shang)不(bu)同(tong)時(shi)間(jian)傳(chuan)送(song)著(zhe)眾(zhong)多(duo)的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao),但(dan)是(shi)各(ge)被(bei)控(kong)器(qi)隻(zhi)要(yao)把(ba)與(yu)自(zi)己(ji)的(de)地(di)址(zhi)相(xiang)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)從(cong)總(zong)線(xian)上(shang)取(qu)下(xia)來(lai),並(bing)進(jin)行(xing)識(shi)別(bie)和(he)處(chu)理(li),得(de)到(dao)相(xiang)應(ying)的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao),就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)相(xiang)應(ying)的(de)控(kong)製(zhi)。
I2C總線係統與外部電路的連接方式
I2C總線係統的外部電路結構簡單,它與被控電路之間的連接方式有直接式和隔離式兩種。
(1)直接式I2C總線
直接式I2C總線是指被控集成電路直接或通過電阻掛在I2C總線上,其電路工作原理圖如圖4所示。因為CPU的I2C總線輸出端口內部電路形式為集電極開路(或漏極開路)形式,所以在CPU的I2C總線輸出端必須通過上拉電阻R接+5V電源,為CPU的I2C總線輸出端口的內部電路供電。圖4中的電阻R為隔離電阻,C為抗幹擾電容,主要是為了提高I2C總線上數據傳輸的可靠性,防止誤動作進人維修狀態和防止由於外部幹擾信號改變I2C總線數據。穩壓管VS是為了防止外部高電壓損壞CPU的I2C總線輸出端的內部電路。

圖4直接式I2C總線工作原理圖
(2)隔離式I2C總線
隔離式I2C總線是指CPU引出的總線通過隔離器與被控集成電路相連接。隔離器一般由晶體管組成,其電路工作原理圖如圖5所示。這種電路的優點是CPU與被控集成電路被晶體管隔離器隔離開,當被控對象發生故障使I2C總線上電壓升高時,晶體管會截止,從而保護CPU不被高電壓衝擊而損壞。

圖5隔離式I2C總線工作原理圖2.7I2C總線係統與外部電路的有關引腳
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(1)CPU與I2C有關的引腳
采用I2C的CPU除了設置SCL串行時鍾線引腳和SDA串行數據線引腳外,一般還設置了便於工廠生產線調試使用的I2C通/關閉控製引腳。當CPU的I2C通/關閉控製引腳接規定電平時,CPU便將I2C總線的控製權交給了生產線調試計算機,此時CPU不能通過I2C所掛接的電路進行控製。
在電路圖上,I2C通/關閉控製引腳常用BusOFF(總線關閉)、Service(維修)、EXTBUS(外部總線)、TEST(測試)、FACTORY(工廠)來表示。圖6所示為I2C通/斷控製工作原理圖。例如CPU的第36引腳EXTBUS為I2C通/關閉控製端,正常工作時,CPU的第36引腳為高電平。接插件BC為生產調試時CPU的I2C外部計算機的連接插口,生產調試時,生產線計算機通過BC與此CPU相連,BC④引腳接地,使CPU的第36引腳EXTBUS變為低電平,CPU的I2C總線42、43引腳停止輸出。電器的I2C係統由外部計算機接管。

圖6I2C通/斷開控製工作原理圖
在對具有I2C功能的CPU進行檢查時,不要忘記檢測I2C通/關閉控製引腳。如果此引腳工作條件不正確,則CPU不能向I2C發出時鍾和數據信號,導致整個電器不能進人正常工作狀態。
(2)被控電路與I2C有關引腳
I2C掛接的被控集成電路,除SCL和SDA引腳外,還有與I2C總線接口電路有關的其他引腳,如果這些引腳的工作條件發生變化,也會使I2C總線接口電路不正常工作,從而使電器出現故障。下麵介紹幾個比較重要的與I2C總線接口電路有關的引腳。
①I2C總線接口電路專用電源引腳(受控IC數字電路電源引腳)
掛接在I2C總線上的受控集成電路大多屬於模擬電路,而受控集成電路中的I2C總線接口電路則屬於數字電路。為避免數字電路與模擬電路之間的互相幹擾,常為數字電路與模擬電路設置單獨的供電端子,即設置I2C總線接口電路專用電源端子(或數字電路電源引腳)。如果I2C總線接口電源端子沒有電壓,則這塊集成電路不能正常工作。
xianzaidejichengdianluchangweibutonggongnengdedianludandushezhidianyuanhejiediduanzi,yincichulezhuyijianzhazhudianyuanyinjiaodianyawai,qianwanbuyaowangjijianzhaqitadianyuanyinjiao。
集成電路數字電源端電壓一般為5V、3.5V或3V等低電壓。數字電路電源端子常用以下方式標注:I2LVCC邏輯電路電源;DVCC數字電路電源;DVDD數字電路電源;DIGVDD數字電路電源;D.GND數字電路地線等。
②輔助地址選擇引腳
CPU通過I2C總線對被控電路的地址進行選擇,有時為了擴展I2C總線的功能和電路上的要求,在有些被控電路上還設有輔助地址選擇引腳,隻有對輔助地址選擇引腳進行正確的設置後,CPU才能通過I2C總線對這一電路進行控製。當被控電路的輔助地址選擇引腳電路出觀故障時,將會造成I2C總線無法控製該電路,使整機電路功能不正常。在電路圖上,輔助地址選擇引腳常用ADDRESS(地址)、ADR(address地址)、ADDSEL(addressselection地址選擇)、MAD(moduleaddress組件地址)等英文表示。
PMBus
關於PMBus
PMBus是屬於係統管理實施論壇(SystemImplementersForum:SM-IF)的一個開放性標準,用於定義功率集成電路,所有類型的功率變換電路(例如AC/DC,隔離的DC/DC,非隔離的點負載(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議。
有關PMBus的有關技術文件可以免費得到,並且任何對PMBus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(PMBus-IF)是係統管理接口論壇(SM-IF)的一部份,是一個非盈利性質的工業標準化組織。
由主要電源產品供應商、半導體公司和有關軟、硬件產品供應商參於的PMBus接口論壇(PMBus-IF)所製定的PMBus是一種開放的電源係統標準,目前PMBus接口論壇有30多個成員,其目的是要促進PMBus的推廣和使用,電源管理總線(PowerManagementBus:PMBus)是關於電源係統的一個標準。[page]
在PMBus中充分定義了電源係統中的變換器和其它相關部件之間的有關命令語句,PMBus控製協議是建立在係統管理總線(SMBus)的串行通信協議基礎上,利用PMBus可以實現有關編程、控製和有關電源變換產品的實時監控,是一種用於電源部件之間的模擬和數字信號控製的一種方便、實用的通信控製方式,有良好的互操作性,利用PMBus可以簡化電源係統的設計和節省電源係統的設計周期。目前使用PMBus的有關公司各單如下:
Active-Semi
AnalogDevices,Inc.
ArtesynTechnologies,Inc.
AstecofEmersonNetworkPower
ATCPowerSystems
CherokeeInternational
CHiLSemiconductorCorporation
ColdWatt
Dell
DeltaElectronics
EricssonPowerModules
FairchildSemiconductor
Infineon
IntegralWaveTechnologies
Intel
InternationalRectifier
IntersilCorporation
LinearTechnology
MaximIntegratedProducts,Inc.
MicroComputerControlCorporation(MCC)
Microchip
Murata
NationalSemiconductor
NXP
ONSemiconductor
PowerPlaza
Primarion
Richtek
RoalElectronics
RRCPowerSolutions
SiliconLaboratories
SiliconStorageTechnology
STMicroelectronics
TexasInstruments
TycoElectronicsCorp.
UnipowerCorporation
Vicor
VolterraSemiconductorCorporation
ZilkerLabs到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi),電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)各(ge)部(bu)份(fen)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)信(xin)已(yi)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)概(gai)念(nian),在(zai)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)和(he)主(zhu)控(kong)電(dian)路(lu)單(dan)元(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)信(xin)已(yi)使(shi)用(yong)了(le)許(xu)多(duo)年(nian),最(zui)早(zao)采(cai)用(yong)使(shi)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)和(he)被(bei)監(jian)控(kong)的(de)通(tong)信(xin)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa),電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)被(bei)主(zhu)控(kong)電(dian)路(lu)監(jian)控(kong)。
微控製器(MCU)shiyizhongkeyihenhaoyingyongyudianyuanguanlideqijian,liyongweikongzhiqikeyishixiandianyuanxitonggengweifuzaheyouxiaodekongzhihejiankong,zuizaoshiyongdedianyuankongzhiminglingjiushidianyuandekai/關控製命令,隨後,隨著在電源係統中微控製器件的使用,就可以很方便的實現電源輸出電壓/輸出電流等相關工作參數的控製。例如,利用一個“digipot”的簡單部件就可以通過微控製器來調節電源係統的電壓檢測信號和電流檢測信號的參數,而“digipot”這類的器件又是許多采用I2C總線優勢的器件之一。利用I2C總線可以實現存儲器、顯示器、傳感器和電源控製集成電路之間的互連。
早在1995年,通過各種各樣的總線,(例如RS-232、單線(OneWire)、SPI和I2C等)完成了電池管理工作,這時對通信管理的物理接口、命令、數據格式均沒有統一的工業標準。Intel公司和Duracell公司合作開發了智能電池係統SBS(SmartBatterySystem),qimudexiangyaozuochuyigeyudianchileixingwuguandegaojihejingquededianchiguanlixitong,bingqieshizhegezhinengdianchiguanlixitongshiyongyubutongdekechongdiandianchishengchanchangshangshengchandekechongdiandianchidechongdianguanli,bingjiangdizhinengdianchiguanlixitongzhichiduozhongtongxinkongzhixieyidefudan,zhegewulitongxinxieyijiushixitongguanlizongxian(SMBus),而命令語言就是智能電池數據SBD(SmartBatteryData)。
係統管理總線(SMBus)是I2C總線的一個版本,是智能電池係統(SBS)的物理層。智能電池係統(SBS)的上一層發出命令,並在智能電池係統元件之間實現有關命令的響應,智能電池、智能充電器和智能選擇器利用SMBus的通用命令就可以完成相關控製信息的傳送和響應。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控。
同時更為重要的是,智能電池係統(SBS)中的電池或主控電路還可以對智能充電器發出控製命令,利用這些控製命令來設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。在大多數情況下,輸出電壓命令的分辨在mV數量級,輸出電流命令的分辨率在mA數量級,利用SMBus完成和可充電電池類型無關的充電器係統的管理和控製。
1996年,由Intel和Duracell公司發起成立的智能電池管理係統接口論壇(SBS-IF)。為了保持智能電池係統(SBS)和SMBus的優越性,其它一些相關公司也參與到了論壇的工作,特別是美國德州儀器TI公司參與了電源管理總線接口論壇(PMBus-IF)的工作。
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在筆記本電腦的硬件電路中智能電池係統(SBS)和SMBus已得到了廣泛的應用,在Windows2000係統中也含有SMBus的軟件驅動程序。
智能電池係統(SBS)和SMBus有關技術內容的發展是和高級結構與電源接口(ACPI:AdvancedConfigurationandPowerInterface)的有關技術內容的發展同步進行的。ACPI的第1版本在1996年12月公布,其中,Intel公司發揮了重要的作用,對與操作係統和電源管理(OSPM:OperatingSystem-directedConfigurationandPowerManagement)應用方麵有關的內容,ACPI是一個很重要的內容。如果要實現SBS和支持SBS係統的SMBus,需要用到和高級結構與電源接口(ACPI)兼容的有關係統。
1998年,SBS-IF發布了SBS1.1和SMBus1.1版本。SMBus1.1中的主要特點是在每個SMBus通信數據包的末位加了可選數據包檢錯字節,采用8位的循環冗餘糾錯檢錯算法(CRC-8)。
2000年,SBS-IF發布了SMBus2.0,即所謂基於PCI的SMBus。SMBus2.0中允許器件的地址被動態分配,然後,外設元件互聯特殊興趣小組(PCI-SIG:PeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup)(在2000.10.20日)將它的PCI連接器的第○40和○41引腳分配給SMBus的時鍾和數據信號。
在2000年,SBS-IF公布了它用於Windows的SMBus的驅動程序。和微軟的SMBus驅動程序不同,SBS-IF推出的SMBus驅動程序可以用於Windows98係統,並且工作時不需借助於嵌入式控製器。
作為源於1998年的另一個應用實例,Intel公司公布了它的智能管理接口平台IPMI(IntelligentPlatformManagementInterface)。IPMI1.0采用I2C總線作為它的物理層,IPMI1.5可以使用SMBus1.1,並且具有使所傳送的數據包出錯的檢測功能。
作為數控源係統,很需要一個用於電源通信管理的工業標準協議,在這個標準協議中需注意以下幾方麵的問題:首先這個協議對電源係統設計人員而言要簡單、易懂和易學,並且造價要低。這裏I2C總線就是一個很好的例子,智能電池係統(SBS)采用SMBus用於可充電電池充電器和背光照明係統的電源管理已有一段時間了。
在2004年,由電源管理總線(PMBus)開發為主的一些公司推出了電源管理用的工業標準,PMBus采用SMBus做為它的物理通信層,並且支持SMBus中的如可選控製信號線。在現行的PMBus1.0中沒有地址仲裁功能,PMBus的技術指標被分為2部份,第1部份規範了物理層的有關技術指標,第二部份規範了命令層的有關技術指標。同樣,和在SMBus智能電池係統(SBS)中界定了便攜式電源管理的方法一樣,在PMBus中也界定了電源子係統的管理方法。
SMBus的主要任務由負載點聯盟POLA(PointofLoadAlliance)和分布式電源開放標準聯盟DOSA(Distributed-PowerOpenStandardsAlliance)加以賦予。
在2005年,智能電池係統接口論壇(SBS-IF)又被更名為係統管理接口論壇(SM-IF),並且經過重新組合,形成2個論壇,即SBS論壇(SBS-IF)和PMBus接口論壇(PMBus-IF)。組織利用了SBS和PMBus的共生關係,SBS工作組利用SMBus來進行筆記本電腦中的電源管理和控製已有10餘年的時間,所有這些對PMBus的開發與使用都有很大的幫助。
在2005年3月PMBus接口論壇推出了PMBus的1.0版本有關技術文件,目前有30多個公司使用PMBus,利用PMBus可以簡化數字電源係統的設計。
PMBus的係統結構圖和有關命令類型
PMBus的係統結構圖如圖7所示,有關命令類型如表1所示。

圖7PMBus的係統結構圖

表1PMBus的有關命令類型
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