3  PM Bus

　　3.1 關于PM Bus

　　PM Bus是屬于系統管理實施論壇（System Implementers Forum：SM-IF）的一個開放性標準，用于定義功率集成電路，所有類型的功率變換電路（例如AC/DC，隔離的DC/DC，非隔離的點負載（POL）變換器和微處理器供電的變換器等）之間相互通信的一種開放性通信協議。

　　有關PM Bus的有關技術文件可以免費得到，并且任何對PM Bus感興趣的公司都可以參與到SM-IF論壇中。

　　電源管理總線接口論壇（PM Bus-IF）是系統管理接口論壇（SM-IF）的一部份，是一個非盈利性質的工業標準化組織。

　　由主要電源產品供應商、半導體公司和有關軟、硬件產品供應商參于的PM Bus接口論壇（PM Bus-IF）所制定的PM Bus是一種開放的電源系統標準，目前PM Bus接口論壇有30多個成員，其目的是要促進PM Bus的推廣和使用，電源管理總線（Power Management Bus：PM Bus）是關于電源系統的一個標準。

　　在PM Bus中充分定義了電源系統中的變換器和其它相關部件之間的有關命令語句，PM Bus控制協議是建立在系統管理總線（SM Bus）的串行通信協議基礎上，利用PM Bus可以實現有關編程、控制和有關電源變換產品的實時監控，是一種用于電源部件之間的模擬和數字信號控制的一種方便、實用的通信控制方式，有良好的互操作性，利用PM Bus可以簡化電源系統的設計和節省電源系統的設計周期。目前使用PM Bus的有關公司各單如下：

　　Active-Semi
　　Analog Devices,Inc.
　　Artesyn Technologies,Inc.
　　Astec of Emerson Network Power
　　ATC Power Systems
　　Cherokee International
　　CHiL Semiconductor Corporation
　　ColdWatt
　　Dell
　　Delta Electronics
　　Ericsson Power Modules
　　Fairchild Semiconductor
　　Infineon
　　Integral Wave Technologies
　　Intel
　　International Rectifier
　　Intersil Corporation
　　Linear Technology
　　Maxim Integrated Products, Inc.
　　Micro Computer Control Corporation (MCC)
　　Microchip
　　Murata
　　National Semiconductor
　　NXP
　　ON Semiconductor
　　Power Plaza
　　Primarion
　　Richtek
　　Roal Electronics
　　RRC Power Solutions
　　Silicon Laboratories
　　Sili con Storage Technology
　　STMicroelectronics
　　Texas Instruments
　　Tyco Electronics Corp.
　　Unipower Corporation
　　Vicor
　　Volterra Semiconductor Corporation
　　Zilker Labs

　　到目前為止，電源系統各部份電路之間的通信已不是一個新的概念，在電源系統和主控電路單元之間的通信已使用了許多年，最早采用使電源系統工作和被監控的通信控制方法，電源系統的工作狀態被主控電路加以監控。

　　微控制器（MCU）是一種可以很好應用于電源管理的器件，利用微控制器可以實現電源系統更為復雜和有效的控制和監控，最早使用的電源控制命令就是電源的開/關控制命令，隨后，隨著在電源系統中微控制器件的使用，就可以很方便的實現電源輸出電壓/輸出電流等相關工作參數的控制。例如，利用一個“digi pot”的簡單部件就可以通過微控制器來調節電源系統的電壓檢測信號和電流檢測信號的參數，而“digi pot”這類的器件又是許多采用I2C總線優勢的器件之一。利用I2C總線可以實現存儲器、顯示器、傳感器和電源控制集成電路之間的互連。

　　早在1995年，通過各種各樣的總線，（例如RS-232、單線（One Wire）、SPI和I2C等）完成了電池管理工作，這時對通信管理的物理接口、命令、數據格式均沒有統一的工業標準。Intel公司和Duracell公司合作開發了智能電池系統SBS（Smart Battery System），其目的想要做出一個與電池類型無關的高級和精確的電池管理系統，并且使這個智能電池管理系統適用于不同的可充電電池生產廠商生產的可充電電池的充電管理，并降低智能電池管理系統支持多種通信控制協議的負擔，這個物理通信協議就是系統管理總線（SM Bus），而命令語言就是智能電池數據SBD（Smart Battery Data）。

　　系統管理總線（SM Bus）是I2C總線的一個版本，是智能電池系統（SBS）的物理層。智能電池系統（SBS）的上一層發出命令，并在智能電池系統元件之間實現有關命令的響應，智能電池、智能充電器和智能選擇器利用SM Bus的通用命令就可以完成相關控制信息的傳送和響應。這些命令有許多是和I2C中的命令相同的，利用這些命令可以完成電池容量和工作條件的監控。同時更為重要的是，智能電池系統（SBS）中的電池或主控電路還可以對智能充電器發出控制命令，利用這些控制命令來設定充電器的輸出電壓、輸出電流和其它一些重要的工作參數。在大多數情況下，輸出電壓命令的分辨在mV數量級，輸出電流命令的分辨率在mA數量級，利用SM Bus可以完成和可充電電池類型無關的充電器系統的管理和控制。

　　1996年，由Intel和Duracell公司發起成立的智能電池管理系統接口論壇（SBS-IF）。為了保持智能電池系統（SBS）和SM Bus的優越性，其它一些相關公司也參與到了論壇的工作，特別是美國德州儀器TI公司參與了電源管理總線接口論壇（PM Bus-IF）的工作。

　　在筆記本電腦的硬件電路中智能電池系統（SBS）和SM Bus已得到了廣泛的應用，在Windows2000系統中也含有SM Bus的軟件驅動程序。

　　智能電池系統（SBS）和SM Bus有關技術內容的發展是和高級結構與電源接口（ACPI：Advanced Configuration and Power Interface）的有關技術內容的發展同步進行的。ACPI的第1版本在1996年12月公布，其中，Intel公司發揮了重要的作用，對與操作系統和電源管理（OSPM：Operating System-directed Configuration and Power Management）應用方面有關的內容，ACPI是一個很重要的內容。如果要實現SBS和支持SBS系統的SM Bus，需要用到和高級結構與電源接口（ACPI）兼容的有關系統。

　　1998年，SBS-IF發布了SBS1.1和SMBus1.1版本。SMBus1.1中的主要特點是在每個SM Bus通信數據包的末位加了可選數據包檢錯字節，采用8位的循環冗余糾錯檢錯算法（CRC-8）。

　　2000年，SBS-IF發布了SMBus2.0，即所謂基于PCI的SM Bus。SMBus2.0中允許器件的地址被動態分配，然后，外設元件互聯特殊興趣小組（PCI-SIG：Peripheral Component Interconnect Special Interest Group）（在2000.10.20日）將它的PCI連接器的第○40和○41引腳分配給SM Bus的時鐘和數據信號。

　　在2000年，SBS-IF公布了它用于Windows的SM Bus的驅動程序。和微軟的SM Bus驅動程序不同，SBS-IF推出的SM Bus驅動程序可以用于Windows98系統，并且工作時不需借助于嵌入式控制器。#p#分頁標題#e#

　　作為源于1998年的另一個應用實例，Intel公司公布了它的智能管理接口平臺IPMI（Intelligent Platform. Management Interface）。IPMI1.0采用I2C總線作為它的物理層，IPMI1.5可以使用SM Bus 1.1，并且具有使所傳送的數據包出錯的檢測功能。

　　作為數控源系統，很需要一個用于電源通信管理的工業標準協議，在這個標準協議中需注意以下幾方面的問題：首先這個協議對電源系統設計人員而言要簡單、易懂和易學，并且造價要低。這里I2C總線就是一個很好的例子，智能電池系統（SBS）采用SM Bus用于可充電電池充電器和背光照明系統的電源管理已有一段時間了。

　　在2004年，由電源管理總線（PM Bus）開發為主的一些公司推出了電源管理用的工業標準，PM Bus采用SM Bus做為它的物理通信層，并且支持SM Bus中的如可選控制信號線。在現行的PM Bus 1.0中沒有地址仲裁功能，PM Bus的技術指標被分為2部份，第1部份規范了物理層的有關技術指標，第二部份規范了命令層的有關技術指標。同樣，和在SM Bus智能電池系統（SBS）中界定了便攜式電源管理的方法一樣，在PM Bus中也界定了電源子系統的管理方法。

　　SM Bus的主要任務由負載點聯盟POLA（Point of Load Alliance）和分布式電源開放標準聯盟DOSA（Distributed-Power Open Standards Alliance）加以賦予。

　　在2005年，智能電池系統接口論壇（SBS-IF）又被更名為系統管理接口論壇（SM-IF），并且經過重新組合，形成2個論壇，即SBS論壇（SBS-IF）和PM Bus接口論壇（PM Bus-IF）。組織利用了SBS和PM Bus的共生關系，SBS工作組利用SM Bus來進行筆記本電腦中的電源管理和控制已有10余年的時間，所有這些對PM Bus的開發與使用都有很大的幫助。

　　在2005年3月PM Bus接口論壇推出了PM Bus的1.0版本有關技術文件，目前有30多個公司使用PM Bus，利用PM Bus可以簡化數字電源系統的設計。

　　3.2 PM Bus的系統結構圖和有關命令類型

　　PM Bus的系統結構圖如圖7所示，有關命令類型如表1所示。

　　                        圖7 PM Bus的系統結構圖

　　表1 PM Bus的有關命令類型