電源管理和USB領(lǐng)域的發(fā)展，你值得關(guān)注？

時(shí)間：2020-09-22 13:22:31

關(guān)鍵字：電源總線結(jié)構(gòu) USB

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[導(dǎo)讀]近年來，電源管理和USB是兩個(gè)正在飛速發(fā)展。自從廠家把USB所需的控制芯片加入到外圍設(shè)備的ASIC(專用IC)中，PC對(duì)USB的支持只需要增加成本不到1美元的插座。這大大刺激了USB的發(fā)展。

近年來，電源管理和USB是兩個(gè)正在飛速發(fā)展。自從廠家把USB所需的控制芯片加入到外圍設(shè)備的ASIC(專用IC)中，PC對(duì)USB的支持只需要增加成本不到1美元的插座。這大大刺激了USB的發(fā)展。Microsoft推出的PC98和PC99系統(tǒng)已宣布將USB和HID作為其支持的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。電源設(shè)備作為通用型設(shè)備，也越來越向標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的方向發(fā)展，USB標(biāo)準(zhǔn)在電源設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，大大提高了電源設(shè)備的通用性，簡化了電源設(shè)備的控制和管理。可以想見，隨著USB的發(fā)展，USB支持的電源設(shè)備也會(huì)成為標(biāo)準(zhǔn)的電源設(shè)備，這一切都將使得電源管理更標(biāo)準(zhǔn)，更輕松。

電源源管理，歷來是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與維護(hù)的主要環(huán)節(jié)之一。在過去，用戶想了解電源的情況，只能通過設(shè)備上有限的工作指示;隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電源系統(tǒng)(如UPS)開始通過RS-232與計(jì)算機(jī)通信，使用戶對(duì)電源的控制大為方便;但RS-232也并非是完美的，總線結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了IEEE1394(高速串行總線)和USB。電源設(shè)備最終選擇了適合中低速外設(shè)的USB標(biāo)準(zhǔn)。這并不是在趕時(shí)髦，在其背后有著深厚的需求背景。

遵循USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和管理電源設(shè)備，充分實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備的即插即用，低功耗和使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),是電源設(shè)備發(fā)展趨勢之一。

一. USB通用串行總線與HID人機(jī)接口設(shè)備

USB(Universal Serial Bus)是以Intel為主，并有Compaq，Microsoft，IBM，DEC，Northern Telecom以及日本NEC等共七家公司共同制定的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，1994年11月制定了第一個(gè)草案，1996年2月公布了USB規(guī)格版本1.0。USB可把多達(dá)127個(gè)外設(shè)聯(lián)到你的系統(tǒng)上，其12Mbps的帶寬對(duì)如鍵盤，鼠標(biāo)等低中速外設(shè)是完全足夠的。該技術(shù)使你能把設(shè)備隨時(shí)插上或拔下你的系統(tǒng)，最終還將不再需要在你的PC機(jī)后面設(shè)多個(gè)并行和串行口。

USB將設(shè)備分為不同的類型，每個(gè)設(shè)備類型都定義了類似功能設(shè)備的共同行為和協(xié)議。HID(Human Interface Device)人機(jī)接口設(shè)備主要指用于人控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的器件，而電源設(shè)備(Power Device)則被定位為HID的子系統(tǒng)之一。對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類是為了抹除不同硬件廠商之間的差異，以便于主機(jī)(PC)對(duì)設(shè)備進(jìn)行方便、統(tǒng)一的管理。相同類型的設(shè)備都由一組標(biāo)準(zhǔn)定義的功能模塊組成。這樣主機(jī)與USB設(shè)備之間的通信就可以通過一些標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)包來完成。

二.HID電源設(shè)備

設(shè)備的電源管理，通常是通過在內(nèi)部用硬件集成控制部件，以完成對(duì)電池或是內(nèi)部電源器件的管理。同樣的對(duì)于外供電設(shè)備，(比如用UPS供電的設(shè)備)，也有專門的控制部件用以完成各種控制功能，。不管是哪種情況，都可以通過USB協(xié)議完成主機(jī)與控制部件之間的狀態(tài)和控制信息的通信，使主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備電源的絕對(duì)控制。

從主機(jī)角度來看，由于USB電源設(shè)備協(xié)議是在USB人機(jī)接口設(shè)備的框架中設(shè)計(jì)的，所以主機(jī)上的HID類驅(qū)動(dòng)程序是電源設(shè)備實(shí)現(xiàn)的根基。借助HID類驅(qū)動(dòng)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以在友好得多的平臺(tái)上直接訪問設(shè)備，而無需過多考慮類驅(qū)動(dòng)與系統(tǒng)低層軟件之間的交互。

總之，USB通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)定義，使用戶可以通過主機(jī)直接觸摸到設(shè)備的電源管理，大大增強(qiáng)和方便了電源的管理功能。

三.電源設(shè)備的對(duì)象定義

每個(gè)電源設(shè)備都由一組模塊(如電池系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換器)組成，而每個(gè)模塊又可細(xì)分為一個(gè)或多個(gè)子模塊。子模塊可以存在于模塊內(nèi)部(如電池、充電器)，也可以是模塊間的接口。所有的模塊、子模塊以及接口都被定義為對(duì)象，有著明確的物理描述：

Battery(電池)

Charger(充電器)

Input and Output(輸入/輸出)

Battery System(電池系統(tǒng)--電池，充電器和輸入/輸出的集合)

Power Supply or Power Converter(電源供應(yīng)或電源轉(zhuǎn)換器--特定電壓、頻率的轉(zhuǎn)換、輸出)

Outlet and Outlet System(電源出路及電源出路系統(tǒng)--能由PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)控制的電源輸出)

Gang(群--具有相同特性和功能的對(duì)象的集合)

Flow(流--電源線電氣特性的摘要描述)

Power Summary(電源報(bào)告)，供電源設(shè)備向主機(jī)或其它設(shè)備提供自身的工作、狀態(tài)消息，完成電源自身的信息收集和對(duì)外通信，

不同電源設(shè)備內(nèi)部的，模塊、小模塊和接口的組成結(jié)構(gòu)稱為電源設(shè)備的對(duì)象層次表，具體如下：

1. 電池系統(tǒng)：

輸入(連至輸入流)

充電器

電池(連至充電器或輸出)

輸出(連至輸出流)

2. 電源轉(zhuǎn)換器：

輸入(連至輸出流或輸出)

輸出(連至輸入流或輸入)

3. 電源出路系統(tǒng)：

獨(dú)立的電源出路(連至輸出流)

一個(gè)輸入流

輸出流