關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的故障安全電源監(jiān)控

　　電源監(jiān)控在路由器、開(kāi)關(guān)、存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器等關(guān)鍵任務(wù)通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。隨著因特網(wǎng)的不斷發(fā)展，過(guò)去5年來(lái)全球IP流量增長(zhǎng)了8倍1。雖然通信系統(tǒng)的處理能力和速度取得了顯著進(jìn)步，能夠與流量增長(zhǎng)保持同步，但電源監(jiān)控技術(shù)相對(duì)而言進(jìn)步并不多。放眼未來(lái)，全球IP流量在移動(dòng)設(shè)備和IP視頻的推動(dòng)下，繼續(xù)高速增長(zhǎng)，最快2016年就會(huì)突破ZB級(jí)門檻1。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員正努力滿足有關(guān)要求，同時(shí)也面臨著降低功耗、減少資源占用(工程師、時(shí)間、成本、空間等)同時(shí)又要提高系統(tǒng)可靠性的壓力。

　　通信系統(tǒng)的這些發(fā)展趨勢(shì)向工程師提出了嚴(yán)峻的電源監(jiān)控設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。本文將詳細(xì)介紹有關(guān)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，探討傳統(tǒng)的解決方案，分析這些傳統(tǒng)解決方案為何無(wú)法滿足新一代要求。隨后我們還將分析關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員如何更高效地應(yīng)對(duì)主要業(yè)界發(fā)展趨勢(shì)，其中包括提高處理能力(摩爾定律)、能效(綠色環(huán)保)、可靠性(始終工作)和設(shè)計(jì)效率(用更少資源的完成更多工作)等。

　　電源監(jiān)控

　　關(guān)鍵任務(wù)通信系統(tǒng)需要多個(gè)電源軌來(lái)支持各種不同組件，如ASIC、PHY器件、FPGA、CPU、存儲(chǔ)器模塊和外設(shè)I/O器件等。電源監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控著所有這些電源軌，并提供電壓排序(電源軌的緩升/緩降)、故障檢測(cè)(過(guò)壓和欠壓閾值)、基于ADC的電源監(jiān)控(持續(xù)監(jiān)控電源軌電壓和電流)和微調(diào)(實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電源軌輸出電壓)等關(guān)鍵系統(tǒng)功能。這些關(guān)鍵任務(wù)通信系統(tǒng)必須無(wú)中斷、無(wú)故障地工作，這就意味著電源軌必須按照正確順序在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間拉起，不規(guī)則活動(dòng)必須精確監(jiān)控，而且要快速準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)現(xiàn)故障并恢復(fù)?！　?/p>

 

　　電源監(jiān)控和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　通信系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的四大趨勢(shì)對(duì)系統(tǒng)的電源監(jiān)控設(shè)計(jì)提出了重大挑戰(zhàn)：

　　第一大趨勢(shì)：處理能力：摩爾定律

　　為了滿足通信系統(tǒng)處理能力和速度不斷提升的要求，ASIC、PHY器件、FPGA、CPU、存儲(chǔ)器模塊和外設(shè)I/O器件等組件制造商不得不大幅提高自身技術(shù)。正如Intel聯(lián)合創(chuàng)始人摩爾提出的“摩爾定律”所預(yù)見(jiàn)的那樣，集成電路中的晶體管數(shù)量每?jī)赡甏蠹s翻一番。這些技術(shù)進(jìn)步對(duì)設(shè)計(jì)故障安全電源監(jiān)控關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)提出了巨大挑戰(zhàn)。系統(tǒng)中的電路板電源軌數(shù)量迅速增加，這些電源軌都需要電源監(jiān)控(某些設(shè)計(jì)中每塊電路板有超過(guò)20個(gè)電源軌)。此外，更新型技術(shù)采用電壓較低(不到1V)的電源軌，這就需要電源監(jiān)控控制器提供更高精度的監(jiān)控和微調(diào)功能。

　　第二大趨勢(shì)：能效：綠色環(huán)保

　　通信系統(tǒng)領(lǐng)域還有一個(gè)重大趨勢(shì)和挑戰(zhàn)就是能效問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)高能效網(wǎng)絡(luò)途徑是從高效運(yùn)行的設(shè)備開(kāi)始的2。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須開(kāi)發(fā)待機(jī)和斷電模式，以減少用電，提高電源效率，降低大多數(shù)系統(tǒng)中ASIC的功耗。增加通信系統(tǒng)電源管理的智能功能，就需要更智能的電源監(jiān)控控制器，從而可以通過(guò)認(rèn)真協(xié)調(diào)管理DC-DC電源轉(zhuǎn)換器的電源管理算法來(lái)最大限度地降低功耗。