如何在固件轉(zhuǎn)換期間保持電源處于穩(wěn)定狀態(tài)

在當(dāng)今互聯(lián)世界中，軟件頻繁的現(xiàn)場更新對于提高準(zhǔn)確性、增加好處甚至修復(fù)錯誤是必要的。如果您希望這些更新對您不可見，那么您會喜歡這個想法 - 不需要重新啟動軟件或?qū)е码娫闯霈F(xiàn)任何故障的即時更新。雖然動態(tài)更新的概念相對簡單，但挑戰(zhàn)在于在固件轉(zhuǎn)換期間保持電源處于穩(wěn)定狀態(tài)。換句話說，不丟失任何信息的無縫過渡是關(guān)鍵。

TI 的UCD3138產(chǎn)品系列使用一種新穎的方法來控制電源。UCD3138控制器的架構(gòu)采用可編程數(shù)字狀態(tài)機(jī)硬件來實現(xiàn)快速電壓/電流環(huán)路控制，并結(jié)合集成通用微控制器，無需執(zhí)行必要的電源管理和系統(tǒng)通信任務(wù)。這些先進(jìn)的電源外設(shè)獨立于處理器自主運行，無需依賴較慢的固件決策或共享資源的復(fù)雜時間片。

UCD3138器件的拓?fù)渲С忠厌槍﹄妷耗Ｊ交螂娏髂Ｊ娇刂?、半?全橋拓?fù)?如移相、硬開關(guān)或諧振 LLC)以及單相或多相升壓功率因數(shù)校正 (PFC) 進(jìn)行了優(yōu)化。您甚至可以操作控制器在峰值電流模式控制配置中保持變壓器磁通平衡，用于相移或硬開關(guān)全橋轉(zhuǎn)換器等拓?fù)?。您可以以同步控制的壓擺率斜升內(nèi)部數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)，以實現(xiàn)可編程斜率補(bǔ)償。這消除了次諧波振蕩并提高了輸入電壓前饋性能。

執(zhí)行動態(tài)更新的關(guān)鍵要求是獨立運行控制回路的自主外圍設(shè)備以及多個閃存庫以將最新映像下載到冗余庫中以進(jìn)行實時切換。該系列中有 3 款器件支持動態(tài)編程。UCD3138064、UCD3138A64和UCD3138128，分別包括64K、64K和128K Program flash。

為簡單起見，我們將使用UCD3138064作為示例來描述動態(tài)操作。該數(shù)字控制器在兩個 32 kB 存儲庫中提供 64 kB 程序閃存，允許存儲兩個固件映像。固件庫 A 可以代表電源當(dāng)前(現(xiàn)有)固件代碼的空間，而庫 B 可以代表代碼的所需更新版本的空間。

使用這種技術(shù)，您可以從初級或次級更新固件。

次級端固件更新：

可以使用以下 2 個步驟實現(xiàn)次級側(cè)的即時升級

1. 通過 PMBus/串行外圍接口 (SPI)/通用異步接收器/發(fā)送器 (UART) 通信使用來自主機(jī)的新固件對塊 2 進(jìn)行編程。

2. 分階段并實現(xiàn)從塊 A 到 B 的執(zhí)行“實時切換”

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初級端固件更新：

也可以在一次側(cè)和二次側(cè)進(jìn)行帶電切換。

可以使用以下指定的步驟實現(xiàn)初級側(cè)的即時升級

1. 將新的主映像從主機(jī)下載到輔助控制器 Block B

2. 來自次級的數(shù)字電源控制器通知初級端有關(guān)更新的圖像

3. 主電源控制器為帶電開關(guān)做準(zhǔn)備

4. 副控制器下載主數(shù)字控制器中的圖像

5. 主控制器階段進(jìn)行切換并通知輔助控制器

6. 輔助節(jié)點通知主機(jī)切換成功。

應(yīng)用優(yōu)勢

在服務(wù)器應(yīng)用程序中，“即時更新”消除了因固件相關(guān)問題或任何功能升級而導(dǎo)致關(guān)閉、使用“熱插拔”或物理更換電源的需要，這會中斷系統(tǒng)運行。這減少了服務(wù)器數(shù)據(jù)中心的停機(jī)時間，否則升級電源固件會導(dǎo)致停機(jī)。

數(shù)據(jù)清理是一種糾錯技術(shù)，它使用后臺任務(wù)定期檢查主內(nèi)存或存儲是否存在錯誤，然后使用不同校驗和或數(shù)據(jù)副本形式的冗余數(shù)據(jù)糾正檢測到的錯誤。數(shù)據(jù)清理降低了單個可糾正錯誤累積的可能性，從而降低了不可糾正錯誤的風(fēng)險。UCD3138064器件架構(gòu)提供的動態(tài)功能允許輕松實施數(shù)據(jù)清理。