UCD90320 32 轨 PMBus 电源定序器和系统管理器技术手册

UCD90320器件是一款 32 轨 PMBus™ 可寻址电源定序器和系统管理器，采用紧凑的 0.8 mm 间距 BGA 封装。

24 个集成 ADC 通道 （AMONx） 监控电源电压、电流和温度。在 84 个 GPIO 引脚中，8 个可用作数字监视器 （DMONx），32 个用于启用电源 （ENx），24 个用于裕量 （MARx），16 个用于逻辑 GPO，32 个 GPI 用于级联和系统功能。
*附件：ucd90320.pdf

32 个 ENx 引脚和 16 个 LGPOx 引脚可配置为有源驱动或漏极开路输出。

非易失性事件日志记录在断电后保留故障事件。黑盒故障日志功能在发生第一个故障时保留所有电源轨和 I/O 引脚的状态。级联功能提供了通过一个SYNC_CLK引脚连接管理多达 128 个电压轨的便捷方法。

FAULT引脚协调级联器件以进行同步故障响应。引脚选择的电源轨状态功能使用多达 3 个 GPI 来控制多达 8 个用户定义的电源状态。这些状态可以实现高级配置和电源接口 （ACPI） 规范中概述的系统低功耗模式。

TI Fusion 数字电源™设计器软件是一个直观的基于 PC 的图形用户界面 （GUI），可以配置、存储和监控所有系统作参数。

特性

• 序列、监控和裕量 24 个电压轨和 8 个数字轨
• 监控和响应 OV、UV、OC、UC、温度、超时和 GPI 触发的故障
• 灵活的序列开启和关闭依赖性、延迟时间、布尔逻辑和 GPIO 配置，以支持复杂的排序应用
• 用于自适应电压识别 （AVID） 稳压器的四个导轨配置文件
• 高精度闭环裕度
• 主动微调功能提高了轨输出电压精度
• 高级非易失性事件记录，以协助系统调试
  • 单事件故障日志（100 个条目）
  • 峰值日志
  • 黑匣子故障日志，用于在第一次故障时保存所有电源轨和 I/O 引脚的状态
• 轻松级联多达 4 个功率定序器并采取协调的故障响应
• 可编程看门狗定时器和系统复位
• 引脚选择的轨道状态
• 符合 PMBus™ 1.2 标准
• 双组配置，可在编程时提供故障安全状态

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
UCD90320是德州仪器（TI）推出的一款32通道PMBus™可寻址电源时序器与系统管理器，采用紧凑的0.8mm间距BGA封装。主要功能包括：

• ‌电源管理‌：支持24路电压轨和8路数字轨的时序控制、监控及裕度调节。
• ‌故障响应‌：可检测过压（OV）、欠压（UV）、过流（OC）、欠流（UC）、温度超限等故障，并触发预设响应。
• ‌高级特性‌：支持级联（最多4片器件管理128轨）、非易失性事件日志（黑盒故障记录）、可编程看门狗定时器及系统复位功能。

‌2. 关键特性‌

• ‌时序控制‌：支持复杂的上电/断电依赖关系、延迟时间和布尔逻辑配置。
• ‌监测精度‌：集成24路12位ADC（1MSPS）和8路数字监测通道，支持闭环裕度调节。
• ‌灵活性‌：提供双存储区配置（故障安全编程）、4种电压轨配置文件（支持动态VID调节）。
• ‌通信接口‌：兼容PMBus 1.2标准，支持I²C/PMBus命令配置与监控。

‌3. 应用场景‌

• 有线/无线网络设备
• 数据中心与企业计算
• 工业自动化与测试测量
• 医疗设备

‌4. 功能模块详解‌

• ‌电源轨配置‌：通过GUI分配AMON/DMON/EN/MARGIN引脚，定义电压、电流、温度阈值及故障响应策略。
• ‌事件日志‌：
  • ‌单事件日志‌：记录100条故障事件。
  • ‌黑盒日志‌：首次故障时保存所有轨和I/O引脚状态。
• ‌级联功能‌：通过SYNC_CLK引脚同步多器件，协调故障响应。
• ‌引脚选择状态‌：支持3个GPI引脚定义8种系统低功耗模式（如ACPI兼容）。

‌5. 开发支持‌

• ‌Fusion Digital Power Designer软件‌：提供图形化配置界面，支持离线项目导出（.xml）和在线实时监控。
• ‌PMBus命令集‌：涵盖轨控制、状态查询、日志清除等操作，详细参考《UCD90320 PMBus Command Reference》。

‌6. 封装与电气特性‌

• ‌封装‌：169引脚NFBGA（12mm × 12mm）。
• ‌工作条件‌：3.3V供电，-40°C至85°C环境温度。
• ‌可靠性‌：EEPROM可擦写50万次，数据保存期限20年。

‌7. 设计注意事项‌

• ‌布局建议‌：去耦电容需贴近器件放置，模拟输入串联200Ω电阻以减少噪声干扰。
• ‌编程模式‌：生产推荐使用数据闪存镜像（Hex/CSV格式）而非PMBus逐命令写入，避免GPIO状态冲突。

本文档完整覆盖UCD90320的硬件设计、功能配置及系统集成要点，适用于电源架构师和嵌入式系统开发者。