许多现代 cpu 以两种不同的时钟速度运行,每种速度都需要不同的内核工作电压以确保最佳性能。这些电压记录在 cpu 规范的制造商 vid(电压识别)部分中。一些新的 dc/dc 转换器(ltc1909®,例如)具有支持双路可编程输出电压的内置vid控制,但许多现有转换器不支持。ltc®1699 是一款精准的 2 态电阻分压器,其采用一个简单的 smbus 接口以允许在非 vid 启用的 dc/dc 转换器上进行 vid 控制。无需专用 vid 线路。
工作原理
dc/dc 转换器通过精确的分压器将输出电压与内部基准进行比较,并调整输出以补偿差异,从而保持一致的输出电压。ltc®1699 是一款 2 态电阻分压器,其取代了反馈电路中的固定分压器,从而允许该电路支持两种不同的电压输出。该器件专为与采用内部 0.8v 基准的 dc/dc pwm 转换器配合使用而设计,例如 ltc1702a、ltc1628、ltc1735 和 ltc1778。
ltc1699 可根据命令在两个可编程的精准输出电压之间进行选择。这两个电压通过通过常用的smbus(系统管理总线)串行接口发送的5位vid字进行编程,无需专用vid控制线。然后,主机系统有两种方法在两个电压之间切换:通过smbus接口进行数字切换,或通过选择(sel)引脚上的逻辑信号。当 cpu 电压处于调节状态时,ltc1699 提供了一个电源良好信号,该信号可用于通知 cpu 和卫星系统电源符合规格。该 ic 的增强型 ltc1699egn 扩展了电源排序控制和状态线,以协调多个 dc/dc 转换器,这些转换器可管理其他 cpu 系统电压,例如用于 i/o 和时钟电源的电压(参见图 2)。
由于准确的 cpu 电压对于可靠的 cpu 操作至关重要,因此 ltc1699 中的分压器准确度在 ±0.35% 以内。ltc1699 有三个
版本,以支持不同的英特尔 cpu 和基于其 5 位 vid 代码的独特电压表。ltc1699-80 涵盖英特尔移动技术指标,而台式机标准则涵盖 ltc1699-81 (用于 vrm8.4 规格)和 ltc1699-82 (适用于 vrm9.0 规格) (参见表 1)。
图1.smbus 控制的高效直流/直流转换器。
图2.smbus 电源排序和多 dc/dc 转换器控制,采用 ltc16egn 的 1699 引脚 ssop 封装。
部件号 v外范围 电压调节模块兼容性
ltc1699-80 0.9v 至 2.0v 移动式中央处理器
ltc1699-81 1.3v 至 3.5v 电压调节模块8.4
ltc1699-82 1.075v 至 1.85v 电压调节模块9.0
为什么要使用 smbus?
smbus 易于实施,并且正在发展成为一种系统控制标准。smbus是作为低功耗2线串行接口开发的,用于标准化除cpu以外的系统支持功能的控制和监视,该功能最初是为带有智能可充电电池的便携式计算机定义的。如今,大多数便携式计算机使用 smbus 不仅仅是电池控制。它已发展成为潮流控制、系统温度监控和冷却控制的标准方法。它现在受到流行操作系统的支持,并且是当前pc设计标准不可或缺的一部分。通过 smbus 控制 cpu 电压是下一个合乎逻辑的步骤,无需专有控制接口。
smbus 确实有一些限制。smbus 版本 1.0 标准没有错误检查协议,这对于现代 cpu 来说是一个潜在的重大问题,因为当提供错误的电压时,它们的表现不佳。尽管较新的 smbus v1.1 标准包含可选的错误检查协议,但它并未被广泛使用。由于传统上使用 smbus 的大多数系统都具有容错能力,因此将当前设计升级到 smbus v1.1 协议意味着通信软件和硬件复杂性的显著增加。为了解决这些问题并仍然利用 smbus 的优势,凌力尔特开发了几个特殊的协议程序和建议,这些程序和建议提供了在不使用 v1.1 错误检查的情况下消除错误的方法。
第一种是允许主机根据需要随时写入和读取预编程的电压值,以验证该值。第二种是,在主机一个接一个地发送两个 smbus “on”或“off”命令之前,编程值不会被激活。如果“on”或“off”值中的任何位不合适,则拒绝前面的电压编程命令。
ltc1699 还具有两种特殊的闭锁功能。第一种是忽略“on”命令,直到电压寄存器建立。此外,当收到两个有效的“on”命令序列时,vid寄存器将被锁定,以防止在电源运行时发生变化。最后,ltc1699 实现了新的 smbus v1.1 逻辑电平,以改善信号完整性。这些技术共同使用流行的smbus提供对cpu电压的可靠和安全控制。
台式/便携式 vid 直流/直流转换器
图 1 示出了使用 ltc1778 控制器和 ltc1699 的内核稳压器的典型实施方案。等效电路可用作 ltc1909 中的单片式 ic。
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