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新一代PCI背板电源管理需求

时间:2010-03-26 18:34:07点击:

  高速总线提高电源设计难度
  随着许多高速处理器、大容量硬盘和磁盘阵列、显示卡、以太网络和光纤数据通讯、以及内存数组等设备的通讯速度不断加快,使用更快速的总线接口来符合其应用需求成为必要。
  现代半导体技术能制造出比以前更快的逻辑电路,但仅靠提高逻辑电路速度并不足以加快总线速度。总线架构工程师必须处理总线电容、因为讯号线长度不同所造成的讯号歪斜现象、难以预测的总线负载变化、以及系统零组件的误差。总线速度越快,电压就必须越精确。而这些问题都与俗称为I/O电源或VIO.的总线收发器电源供应习习相关,因此现代总线必须小心设计其电源才能有效发挥最大效能。
  新旧PCI可相容
  回溯兼容性是PCI总线的最大优势。PCI特别工作小组已发展出一套方法让PCI扩充槽能同时支持新型与旧规格的PCI电路板。早期的PCI电路板和PCI-X 1.0(又称为mode-1)电路板都使用3.3V VIO,而PCI-X 2.0 266MHz和533MHz(又称为mode-2)电路板使用的则是1.5V VIO电压。误用3.3V电源的mode-2电路板会发生故障;而误用1.5V电源的旧规格或mode-1电路板,则可能会没有足够的电压在总线产生逻辑 “1” 讯号。
  原始的PCI标准是以不同的接脚边缘外形让5V和3.3V电路板共存,但这种做法无法提供回溯兼容性。PCI-X 2.0则是借用现代高效能微处理器技术,也就是透过逻辑电路来选择电压(logic-selectable voltage)来解决此问题。
  PCI电路板连接座上有个称为PCIXCAP的PCI-X兼容性接脚,PCI系统会利用系统电路板上的模拟数字转换器测量PCIXCAP的电压值以决定PCI电路板速度。传统PCI电路板会将PCIXCAP接地,使扩充槽控制器将总线速度限制在33MHz。PCI-X 66MHz电路板会在PCIXCAP接脚加上10kΩ下拉电阻,让PCI-X以66MHz速度操作;PCI-X 133MHz电路板则会让PCIXCAP处于浮动状态,以启动133MHz操作模式。
  这种技术还能根据PCIXCAP共享接脚电压来设定整个总线。比方说,只要有一张PCI电路板将PCIXCAP接地,整个总线就会使用33MHz;PCIXCAP接脚若处于浮动高电位,就表示所有PCI电路板皆为PCI-X 133MHz,使总线进入133MHz操作模式。若有部份电路板在PCIXCAP加上10kΩ下拉电阻,PCIXCAP接脚电压就会低于浮动状态的高电压,但仍高于接地电压,此时总线会在PCI-X 66MHz速率下操作。
  PCI-X 2.0定义两种新的下拉电阻值:PCI-X 266MHz的3.16kΩ以及PCI-X 533MHz的1.02kΩ,来进一步扩大此技术,使操作速度增加为五种。系统可以根据PCIXCAP模拟数字转换器所提供的信息来设定总线速度与VIO电压。
  工程师还需解决许多其它问题才能完成64位266MHz扩充槽实作。桥接技术速度虽然已能让一个桥接器支持6个32位的66MHz PCI扩充槽,但目前仍只能处理2个64位的133MHz PCI-X 1.0总线扩充槽;266MHz以上的PCI总线更要将桥接器直接联机至扩充槽,才能满足两者之间的超高数据速率要求。