数字电源系统管理产品加快了系统部署和最大限度降低运行成本， 从而实现预测性分析和更加明智的能耗管理

我们目前面临的一个关键挑战是，通过准确了解从宏观到微观的功率使用情况来降低功耗。例如，了解从大型伺服器群组到每个机架式系统中安装在电路板上的电源之功率使用情况。在电压轨很多的电路板上管理电源并实现灵活性可能非常困难，而且需要工程师用数字电压表 (DVM) 和示波器进行人手探测，而且结果是常常需要更换 PCB 组件。为了简化这类电源管理任务，人们开始通过数字通信总线来配置和监视电源，这种趋势越来越明显。换言之，这种方式实现了设定、监视、更改和记录电源参数的遥测能力。这种方法经常称为“数字电源”或“电源系统管理”，能够使系统设计师在产生原型产品、部署和现场运行时，简化和加速系统描述及优化过程。

图 1：使用数字电源系统管理产品，能够针对任何规模的系统更加准确地管理能耗和运行成本，这类产品具备数字总线遥测功能、板级存储器和软件控制功能

数字电源系统管理：通过数字总线接口访问、监视和更改关键电源参数

数字电源系统管理 (Digital Power System Management ─ DPSM) 产品是通过两线 PMBus 接口接受配置和监视的。PMBus 是一种开放的 I2C 数字接口协议。这使得数字电源系统管理产品能够与现有嵌入式系统和架构、安装在电路板上的控制器 (Board Mount Controllers - BMC) 以及智能平台管理接口 (Intelligent Platform Management Interface ─ IPMI) 功能实现无缝集成。为了简单易用，尤其是在硬件开发及测试的早期，人们使用在 PC 上运行的图形用户界面 (Graphical User Interface ─ GUI)，通过 USB 至 PMBus 适配电路板与 DPSM 产品通信。图 2 所示方框图显示了用 DPSM 控制 8 个负载点 (Point-of-Load ─ POL) 稳压器的典型方法。该图包括若干 POL 稳压器、一个 DPSM 构件、数字总线以及一个收集和传送数据的主控制器。

图 2：具备数字遥测的数字电源系统管理产品允许随时更改参数而不需更换硬件

DPSM 产品可以为用户提供与电源有关的关键数据：用户可以通过数字总线读取负载电流、输入电流、输出电压、计算功耗、效率以及读取其他电源管理参数。这样就能够进行预测性分析、最大限度降低运行成本、增强可靠性并做出明智的能耗管理决策。

DPSM 的好处：电压优化提高 ASIC、FPGA 和处理器性能

在为 ASIC、FPGA 等低压器件供电时，POL 稳压器的输出电压准确度至关重要。DPSM 产品用一个非常准确和稳定的模数转换器 (ADC) 不断测量电源输出电压。时间伺服环路自动调节微调 DAC 的值，这消除了电源输出电压漂移，并极大地提高了准确度。另一方面，由于温度变化和制造容限，传统电源的输出电压会随时间变化而漂移。这种电压漂移可能超出设计裕度。此外，对于传统电源而言，仅能通过更改 PCB 或更换元件来调节输出电压、排序安排以及电压和电流监察门限。

图 3 总结了 DPSM 产品 (右) 与传统 POL 转换器 (左) 相比较的优点。

图 3：DPSM 产品用非常准确和稳定的 ADC 不断测量电源输出电压。诸如 LTpowerPlay™ 等简单的 GUI 可用来进行电源参数的 READ / WRITE

PSM 的好处：动态控制电源参数以降低能耗

传统电源的电压是固定的，而且不可能轻易地随时改变。另一方面，以数字方式管理的电源却可通过行业标准的两线数字接口调节，而且有些电源的分辨率好于 1mV。凭借 DPSM 产品，人们可以微调系统性能，最大限度地减少功率浪费，采用动态电压及频率调节等方法，这类方法已经显示可降低总体系统能耗。

图 4：DPSM 产品可以轻松配置，以通过 LTpowerPlay 等简单的 GUI来微调系统性能，并通过采用动态电压和频率调节等方法，最大限度地减少功率浪费

PSM 的好处：遥测和板上非易失性存储器可实现精确无缝的系统监视、保护和数据记录