分解電源管理系統(tǒng)的要求至上述功能可以更容易、簡潔地定義設計。第一步是確定所需關鍵功能的類型和功能，如電壓和電流監(jiān)測點和數字I/O。下一步是確定對每個資源的具體要求。對于圖1假設的cPCI電源系統(tǒng)，需要以下的資源（表
　　

　下面的設計實例將使用萊迪思半導體公司的ispPAC Power Manager II系列，ispPAC-POWER1220AT8?；诠I(yè)標準的基于宏單元的CPLD架構，這個器件針對電源管理應用進行了優(yōu)化，集成了專門的I/O，如可編程電壓監(jiān)視輸入和high-side　MOSFET驅動器輸出功能。圖3展示了ispPAC-POWER1220AT8 (U1)的示意圖，它和相關器件配置為用作cPCI的熱插拔控制器，以及次級電源監(jiān)控和時序控制器?！?p>　由于Power Manager II是可編程的，在分配功能至特定的I/O引腳方面有很大的靈活性。由于這個原因，出于明確起見，U1的腳被賦予相應的描述性的標簽，在此特定應用中對應它們的編程功能。在其他應用中，該器件的引腳可通過使用萊迪思的PAC-Designer設計軟件賦予不同的功能和相應的名稱。

　　圖3萊迪思半導體公司的ispPAC-POWER1220AT8支持cPCI電源管理系統(tǒng)所需的主要功能。對于電源開關，電流監(jiān)測和高電壓接口（+/- 12V）功能需要外部的有源器件。

　　對于這個設計，需要一些外部的有源器件，以支持電源開關，高電壓（+/- 12V）接口，或電流測量功能。 MOSFET　M1－ M4處理實際的負載開關。對于M1和M2，Power Manager II的電荷泵MOSFET驅動器輸出可以產生足夠的電壓對它們直接控制，通過MOSFET的柵極電壓的斜率控制，也可以提供軟啟動功能。M3 和M4用來切換+/-12V 電壓, 需要用外部的元器件來實施電平的轉換。 　

　　U1的電壓監(jiān)控輸入可直接檢測0至5.75V的電壓范圍，可用于直接監(jiān)測多個電源電壓。但是在+12V電源供電的情況下，需要有一個外部電阻分壓器，將12V電壓降至一個合適的范圍。使用電阻分壓器轉換到3.3V正電壓，也可以檢測-12V電源電壓。外部電流傳感電阻（RSENSE1，RSENSE2）和電流檢測放大器（U2，U3）能夠監(jiān)測3.3V和5V電源線上的電流。
除了Power Manager II的通用數字和模擬I/O，器件還提供一個I2C數字接口，用獨立的監(jiān)控處理器可以進行控制和監(jiān)測。在cPCI板上實施高級監(jiān)測和診斷功能時，這個功能是很有用的。

　　cPCI 板的管理

　　除了硬件之外，cPCI電源控制器也需要一些協(xié)調操作的邏輯處理。適當處理的定義往往是比支持硬件的定義實施更為復雜的任務，特別表現在要求硬件和軟件密切配合實現功能。例如，圖3電路可以在3.3V和5V線上對浪涌電流進行限制，而不需要硬件電流調節(jié)器。當電路板插入背板時，控制器（U1）處于等待狀態(tài)，直到電源電壓趨于穩(wěn)定，以及/BD_SEL信號變?yōu)榧せ顮顟B(tài)。使用U1的軟啟動MOSFET驅動器，然后打開MOSFET M1和M2。不斷監(jiān)測流經M1和M2的電流，如果電流增加超過可編程的閾值，關閉M1和M2。然后電流開始迅速下降，當它低于閾值時，MOSFET再重新打開。這一過程不斷持續(xù)，直到3.3V和5V電壓達到正常的工作電壓和電流值。在硬件和邏輯功能之間分割浪涌電流限制功能的話，就可以使硬件更簡單，更便宜。　

　　規(guī)范板級電源管理

　　使用可編程器件作為電源系統(tǒng)控制器的一個優(yōu)點是可以直接對控制邏輯和I/O的分配做出修改，在產品開發(fā)過程中提供很大的益處。而且，這種靈活性還為企業(yè)提供了好處。使用ispPAC-POWER1220AT8這樣的可編程電源管理芯片使設計人員和設計部門建立一個或多個公用平臺，只需稍加修改就可以迅速地適用于各種項目。

　　總結

　　本文用具有輔助POL穩(wěn)壓器的CompactPCI熱插拔控制器為例，介紹了面向系統(tǒng)的方法來設計電源管理系統(tǒng)。用硬件和邏輯基元設計定義設計要求簡化了硬件設計，使很多復雜的設計轉成用可編程邏輯實現。這種方法使得設計既降低了成本，還可以隨時在特定的cPCI板上進行修改。　

　　可選邊欄：電源管理：微控制器對比ispPAC Power Manager

　　微控制器和基于CPLD的器件，如Lattice的Power Manager II器件顯然是滿足復雜電源管理需求的候選器件，盡管每個都代表了完全不同的基本設計理念。這兩種類型的器件具有各自的優(yōu)勢，在特定的應用中，根據需求進行更適合的選擇。

　　數據轉換：微控制器通常會依賴有前端多路復用的模數轉換器，以監(jiān)控若干個電壓輸入，而Power Manager II對每個輸入都設置了單獨的閾值或窗口比較器。微控制器有著檢測電源故障（毫秒）非常緩慢的缺點，而Power Manager II具有真正的同步監(jiān)測的優(yōu)點，大大加快了對電源故障的檢測（微秒）?！?p>控制器的工作，通過任務切換必須'模擬'并行處理。基于同步狀態(tài)機/組合邏輯模式， Power Manager II器件可以實現真正的并行處理。它能夠對外部的事件做出快速的反應，也可能導致在設計中概念上比多任務處理更加簡單。

　　錯誤恢復：在基于微控制器的實時系統(tǒng)中，看門狗定時器是一個關鍵的器件，如果代碼執(zhí)行過程中出錯，它能夠有效地重啟控制器。但這取決于不同的看門狗定時器的周期，在錯誤得到糾正之前，代碼可能已執(zhí)行了數百毫秒。相反，當使用Power Manager II的基于同步狀態(tài)機的模式，合適的定義未使用的狀態(tài)，將在一個時鐘周期內糾正錯誤狀態(tài)。此外，正在執(zhí)行的組合邏輯功能完全不可能跑飛。

　　在實際設計中，Power Manager II和微控制器可以成為互補的功能。Power Manager II最適合處理時間受限的功能，如電壓和電流監(jiān)測，熱插拔和復位控制。在同一系統(tǒng)中，微控制器最好用來管理需復雜的算法和板外通信的任務，諸如背板故障診斷和監(jiān)測。