菊链是使用 VRM 上的使能 (EN) 信号管脚和电源良好 (PG) 信号管脚来实现的,方法是向序列中的下一个 VRM 发出信号,以指示其直接上电或者以菊链模式上电。EN 管脚是用于控制 VRM 电路的输入,将该管脚拉至高电平有效或低电平有效时,它会发出信号以启用 VRM 输出。PG 管脚是来自 VRM 控制电路的输出信号,表示调节器正在正确的电压范围内执行调节并且正在按其期望的方式工作。将 PG 管脚连接至序列中的下一个 VRM 的 EN 管脚即可创建一个序列,此序列会等待序列中前一条电源轨完成上电。
要回读此序列,可在 Versal 器件设计中使用 2 个 GPIO 来发起此序列并回读序列中最后一个调节器已正确通电的信息。此方法可以判定何时所有调节器都已成功启动,但无法判定哪个调节器未正确工作。此外,它不允许功耗管理,并且它仅有 2 种状态,完全上电或完全断电。
下图展示了菊链拓扑结构。
首个 VRM 需要通过 GPIO 或类似方法来向首个 VRM 发出上电并开始菊链序列的信号。在各调节器的数据手册中均已提供了其逻辑阈值和开启时间,处理时序时应考量这些数据,因为可能存在不兼容问题,并且某些调节器可能提供软启动功能。为确保驱动 EN 管脚的信号能够满足管脚阈值要求,在激活信号与 EN 管脚之间可能需要借助电平移位器来满足阈值要求(请参阅下图)。根据 VRM,PG 信号和 EN 信号可能处于高电平有效或低电平有效状态。此控制可由外部控制器、Versal 器件 I/O 或上电来实现。使用 EN 和 PG 信号排序时,存在多种变体。您可按自己认为合适的方式来修改此方法以满足自己的应用需求。
如果您的 GPIO 电压电平与 VRM 使能管脚不兼容,可使用电平移位器来将电压向上或向下阶跃至所需电平。下图显示了示例。
如果 VRM 没有软启动功能特性,使用此方法时可添加 RC 延迟元素来延迟调节器的使能。如需获取有关如何向 VRM 缓升添加 RC 延迟电路的示例,请参阅 图 1。计算延迟时,VRM 开启时间应与前一个调节器上实现的前一次延迟相关 (td3 > td2 > td1)。
可按下列公式来计算 EN 管脚中的延迟。
使用 EN 和 PG 信号排序时,存在多种变体。您可修改此方法以满足自己的应用需求。