許多現(xiàn)代 CPU 以兩種不同的時鐘速度運行，每種速度都需要不同的內(nèi)核工作電壓以確保最佳性能。這些電壓記錄在 CPU 規(guī)范的制造商 VID（電壓識別）部分中。一些新的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器（LTC1909?，例如）具有支持雙路可編程輸出電壓的內(nèi)置VID控制，但許多現(xiàn)有轉(zhuǎn)換器不支持。LTC?1699 是一款精準的 2 態(tài)電阻分壓器，其采用一個簡單的 SMBus 接口以允許在非 VID 啟用的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器上進行 VID 控制。無需專用 VID 線路。

工作原理

DC/DC 轉(zhuǎn)換器通過精確的分壓器將輸出電壓與內(nèi)部基準進行比較，并調(diào)整輸出以補償差異，從而保持一致的輸出電壓。LTC?1699 是一款 2 態(tài)電阻分壓器，其取代了反饋電路中的固定分壓器，從而允許該電路支持兩種不同的電壓輸出。該器件專為與采用內(nèi)部 0.8V 基準的 DC/DC PWM 轉(zhuǎn)換器配合使用而設(shè)計，例如 LTC1702A、LTC1628、LTC1735 和 LTC1778。

LTC1699 可根據(jù)命令在兩個可編程的精準輸出電壓之間進行選擇。這兩個電壓通過通過常用的SMBus（系統(tǒng)管理總線）串行接口發(fā)送的5位VID字進行編程，無需專用VID控制線。然后，主機系統(tǒng)有兩種方法在兩個電壓之間切換：通過SMBus接口進行數(shù)字切換，或通過選擇（SEL）引腳上的邏輯信號。當 CPU 電壓處于調(diào)節(jié)狀態(tài)時，LTC1699 提供了一個電源良好信號，該信號可用于通知 CPU 和衛(wèi)星系統(tǒng)電源符合規(guī)格。該 IC 的增強型 LTC1699EGN 擴展了電源排序控制和狀態(tài)線，以協(xié)調(diào)多個 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，這些轉(zhuǎn)換器可管理其他 CPU 系統(tǒng)電壓，例如用于 I/O 和時鐘電源的電壓（參見圖 2）。

由于準確的 CPU 電壓對于可靠的 CPU 操作至關(guān)重要，因此 LTC1699 中的分壓器準確度在 ±0.35% 以內(nèi)。LTC1699 有三個
版本，以支持不同的英特爾 CPU 和基于其 5 位 VID 代碼的獨特電壓表。LTC1699-80 涵蓋英特爾移動技術(shù)指標，而臺式機標準則涵蓋 LTC1699-81 （用于 VRM8.4 規(guī)格）和 LTC1699-82 （適用于 VRM9.0 規(guī)格） （參見表 1）。

圖1.SMBus 控制的高效直流/直流轉(zhuǎn)換器。

圖2.SMBus 電源排序和多 DC/DC 轉(zhuǎn)換器控制，采用 LTC16EGN 的 1699 引腳 SSOP 封裝。

為什么要使用 SMBus？

SMBus 易于實施，并且正在發(fā)展成為一種系統(tǒng)控制標準。SMBus是作為低功耗2線串行接口開發(fā)的，用于標準化除CPU以外的系統(tǒng)支持功能的控制和監(jiān)視，該功能最初是為帶有智能可充電電池的便攜式計算機定義的。如今，大多數(shù)便攜式計算機使用 SMBus 不僅僅是電池控制。它已發(fā)展成為潮流控制、系統(tǒng)溫度監(jiān)控和冷卻控制的標準方法。它現(xiàn)在受到流行操作系統(tǒng)的支持，并且是當前PC設(shè)計標準不可或缺的一部分。通過 SMBus 控制 CPU 電壓是下一個合乎邏輯的步驟，無需專有控制接口。

SMBus 確實有一些限制。SMBus 版本 1.0 標準沒有錯誤檢查協(xié)議，這對于現(xiàn)代 CPU 來說是一個潛在的重大問題，因為當提供錯誤的電壓時，它們的表現(xiàn)不佳。盡管較新的 SMBus v1.1 標準包含可選的錯誤檢查協(xié)議，但它并未被廣泛使用。由于傳統(tǒng)上使用 SMBus 的大多數(shù)系統(tǒng)都具有容錯能力，因此將當前設(shè)計升級到 SMBus v1.1 協(xié)議意味著通信軟件和硬件復雜性的顯著增加。為了解決這些問題并仍然利用 SMBus 的優(yōu)勢，凌力爾特開發(fā)了幾個特殊的協(xié)議程序和建議，這些程序和建議提供了在不使用 v1.1 錯誤檢查的情況下消除錯誤的方法。

第一種是允許主機根據(jù)需要隨時寫入和讀取預編程的電壓值，以驗證該值。第二種是，在主機一個接一個地發(fā)送兩個 SMBus “ON”或“OFF”命令之前，編程值不會被激活。如果“ON”或“OFF”值中的任何位不合適，則拒絕前面的電壓編程命令。

LTC1699 還具有兩種特殊的閉鎖功能。第一種是忽略“ON”命令，直到電壓寄存器建立。此外，當收到兩個有效的“ON”命令序列時，VID寄存器將被鎖定，以防止在電源運行時發(fā)生變化。最后，LTC1699 實現(xiàn)了新的 SMBus v1.1 邏輯電平，以改善信號完整性。這些技術(shù)共同使用流行的SMBus提供對CPU電壓的可靠和安全控制。

臺式/便攜式 VID 直流/直流轉(zhuǎn)換器

圖 1 示出了使用 LTC1778 控制器和 LTC1699 的內(nèi)核穩(wěn)壓器的典型實施方案。等效電路可用作 LTC1909 中的單片式 IC。

審核編輯：郭婷