微处理器内核电源电压由I2C总线设置，无需VID线路

许多现代 CPU 以两种不同的时钟速度运行，每种速度都需要不同的内核工作电压以确保最佳性能。这些电压记录在 CPU 规范的制造商 VID（电压识别）部分中。一些新的 DC/DC 转换器（LTC1909®，例如）具有支持双路可编程输出电压的内置VID控制，但许多现有转换器不支持。LTC®1699 是一款精准的 2 态电阻分压器，其采用一个简单的 SMBus 接口以允许在非 VID 启用的 DC/DC 转换器上进行 VID 控制。无需专用 VID 线路。

工作原理

DC/DC 转换器通过精确的分压器将输出电压与内部基准进行比较，并调整输出以补偿差异，从而保持一致的输出电压。LTC®1699 是一款 2 态电阻分压器，其取代了反馈电路中的固定分压器，从而允许该电路支持两种不同的电压输出。该器件专为与采用内部 0.8V 基准的 DC/DC PWM 转换器配合使用而设计，例如 LTC1702A、LTC1628、LTC1735 和 LTC1778。

LTC1699 可根据命令在两个可编程的精准输出电压之间进行选择。这两个电压通过通过常用的SMBus（系统管理总线）串行接口发送的5位VID字进行编程，无需专用VID控制线。然后，主机系统有两种方法在两个电压之间切换：通过SMBus接口进行数字切换，或通过选择（SEL）引脚上的逻辑信号。当 CPU 电压处于调节状态时，LTC1699 提供了一个电源良好信号，该信号可用于通知 CPU 和卫星系统电源符合规格。该 IC 的增强型 LTC1699EGN 扩展了电源排序控制和状态线，以协调多个 DC/DC 转换器，这些转换器可管理其他 CPU 系统电压，例如用于 I/O 和时钟电源的电压（参见图 2）。

由于准确的 CPU 电压对于可靠的 CPU 操作至关重要，因此 LTC1699 中的分压器准确度在 ±0.35% 以内。LTC1699 有三个
版本，以支持不同的英特尔 CPU 和基于其 5 位 VID 代码的独特电压表。LTC1699-80 涵盖英特尔移动技术指标，而台式机标准则涵盖 LTC1699-81 （用于 VRM8.4 规格）和 LTC1699-82 （适用于 VRM9.0 规格） （参见表 1）。

图1.SMBus 控制的高效直流/直流转换器。

图2.SMBus 电源排序和多 DC/DC 转换器控制，采用 LTC16EGN 的 1699 引脚 SSOP 封装。

 

部件号	V外范围	电压调节模块兼容性
LTC1699-80	0.9V 至 2.0V	移动式中央处理器
LTC1699-81	1.3V 至 3.5V	电压调节模块8.4
LTC1699-82	1.075V 至 1.85V	电压调节模块9.0

 

为什么要使用 SMBus？

SMBus 易于实施，并且正在发展成为一种系统控制标准。SMBus是作为低功耗2线串行接口开发的，用于标准化除CPU以外的系统支持功能的控制和监视，该功能最初是为带有智能可充电电池的便携式计算机定义的。如今，大多数便携式计算机使用 SMBus 不仅仅是电池控制。它已发展成为潮流控制、系统温度监控和冷却控制的标准方法。它现在受到流行操作系统的支持，并且是当前PC设计标准不可或缺的一部分。通过 SMBus 控制 CPU 电压是下一个合乎逻辑的步骤，无需专有控制接口。

SMBus 确实有一些限制。SMBus 版本 1.0 标准没有错误检查协议，这对于现代 CPU 来说是一个潜在的重大问题，因为当提供错误的电压时，它们的表现不佳。尽管较新的 SMBus v1.1 标准包含可选的错误检查协议，但它并未被广泛使用。由于传统上使用 SMBus 的大多数系统都具有容错能力，因此将当前设计升级到 SMBus v1.1 协议意味着通信软件和硬件复杂性的显著增加。为了解决这些问题并仍然利用 SMBus 的优势，凌力尔特开发了几个特殊的协议程序和建议，这些程序和建议提供了在不使用 v1.1 错误检查的情况下消除错误的方法。

第一种是允许主机根据需要随时写入和读取预编程的电压值，以验证该值。第二种是，在主机一个接一个地发送两个 SMBus “ON”或“OFF”命令之前，编程值不会被激活。如果“ON”或“OFF”值中的任何位不合适，则拒绝前面的电压编程命令。

LTC1699 还具有两种特殊的闭锁功能。第一种是忽略“ON”命令，直到电压寄存器建立。此外，当收到两个有效的“ON”命令序列时，VID寄存器将被锁定，以防止在电源运行时发生变化。最后，LTC1699 实现了新的 SMBus v1.1 逻辑电平，以改善信号完整性。这些技术共同使用流行的SMBus提供对CPU电压的可靠和安全控制。

台式/便携式 VID 直流/直流转换器

图 1 示出了使用 LTC1778 控制器和 LTC1699 的内核稳压器的典型实施方案。等效电路可用作 LTC1909 中的单片式 IC。

审核编辑：郭婷