許多現(xiàn)代 CPU 以兩種不同的時(shí)鐘速度運(yùn)行，每種速度都需要不同的內(nèi)核工作電壓以確保最佳性能。這些電壓記錄在 CPU 規(guī)范的制造商 VID（電壓識(shí)別）部分中。一些新的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器（LTC1909?，例如）具有支持雙路可編程輸出電壓的內(nèi)置VID控制，但許多現(xiàn)有轉(zhuǎn)換器不支持。LTC?1699 是一款精準(zhǔn)的 2 態(tài)電阻分壓器，其采用一個(gè)簡單的 SMBus 接口以允許在非 VID 啟用的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器上進(jìn)行 VID 控制。無需專用 VID 線路。

工作原理

DC/DC 轉(zhuǎn)換器通過精確的分壓器將輸出電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)進(jìn)行比較，并調(diào)整輸出以補(bǔ)償差異，從而保持一致的輸出電壓。LTC?1699 是一款 2 態(tài)電阻分壓器，其取代了反饋電路中的固定分壓器，從而允許該電路支持兩種不同的電壓輸出。該器件專為與采用內(nèi)部 0.8V 基準(zhǔn)的 DC/DC PWM 轉(zhuǎn)換器配合使用而設(shè)計(jì)，例如 LTC1702A、LTC1628、LTC1735 和 LTC1778。

LTC1699 可根據(jù)命令在兩個(gè)可編程的精準(zhǔn)輸出電壓之間進(jìn)行選擇。這兩個(gè)電壓通過通過常用的SMBus（系統(tǒng)管理總線）串行接口發(fā)送的5位VID字進(jìn)行編程，無需專用VID控制線。然后，主機(jī)系統(tǒng)有兩種方法在兩個(gè)電壓之間切換：通過SMBus接口進(jìn)行數(shù)字切換，或通過選擇（SEL）引腳上的邏輯信號(hào)。當(dāng) CPU 電壓處于調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，LTC1699 提供了一個(gè)電源良好信號(hào)，該信號(hào)可用于通知 CPU 和衛(wèi)星系統(tǒng)電源符合規(guī)格。該 IC 的增強(qiáng)型 LTC1699EGN 擴(kuò)展了電源排序控制和狀態(tài)線，以協(xié)調(diào)多個(gè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器，這些轉(zhuǎn)換器可管理其他 CPU 系統(tǒng)電壓，例如用于 I/O 和時(shí)鐘電源的電壓（參見圖 2）。

由于準(zhǔn)確的 CPU 電壓對(duì)于可靠的 CPU 操作至關(guān)重要，因此 LTC1699 中的分壓器準(zhǔn)確度在 ±0.35% 以內(nèi)。LTC1699 有三個(gè)
版本，以支持不同的英特爾 CPU 和基于其 5 位 VID 代碼的獨(dú)特電壓表。LTC1699-80 涵蓋英特爾移動(dòng)技術(shù)指標(biāo)，而臺(tái)式機(jī)標(biāo)準(zhǔn)則涵蓋 LTC1699-81 （用于 VRM8.4 規(guī)格）和 LTC1699-82 （適用于 VRM9.0 規(guī)格） （參見表 1）。

圖1.SMBus 控制的高效直流/直流轉(zhuǎn)換器。

圖2.SMBus 電源排序和多 DC/DC 轉(zhuǎn)換器控制，采用 LTC16EGN 的 1699 引腳 SSOP 封裝。

為什么要使用 SMBus？

SMBus 易于實(shí)施，并且正在發(fā)展成為一種系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)。SMBus是作為低功耗2線串行接口開發(fā)的，用于標(biāo)準(zhǔn)化除CPU以外的系統(tǒng)支持功能的控制和監(jiān)視，該功能最初是為帶有智能可充電電池的便攜式計(jì)算機(jī)定義的。如今，大多數(shù)便攜式計(jì)算機(jī)使用 SMBus 不僅僅是電池控制。它已發(fā)展成為潮流控制、系統(tǒng)溫度監(jiān)控和冷卻控制的標(biāo)準(zhǔn)方法。它現(xiàn)在受到流行操作系統(tǒng)的支持，并且是當(dāng)前PC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不可或缺的一部分。通過 SMBus 控制 CPU 電壓是下一個(gè)合乎邏輯的步驟，無需專有控制接口。

SMBus 確實(shí)有一些限制。SMBus 版本 1.0 標(biāo)準(zhǔn)沒有錯(cuò)誤檢查協(xié)議，這對(duì)于現(xiàn)代 CPU 來說是一個(gè)潛在的重大問題，因?yàn)楫?dāng)提供錯(cuò)誤的電壓時(shí)，它們的表現(xiàn)不佳。盡管較新的 SMBus v1.1 標(biāo)準(zhǔn)包含可選的錯(cuò)誤檢查協(xié)議，但它并未被廣泛使用。由于傳統(tǒng)上使用 SMBus 的大多數(shù)系統(tǒng)都具有容錯(cuò)能力，因此將當(dāng)前設(shè)計(jì)升級(jí)到 SMBus v1.1 協(xié)議意味著通信軟件和硬件復(fù)雜性的顯著增加。為了解決這些問題并仍然利用 SMBus 的優(yōu)勢(shì)，凌力爾特開發(fā)了幾個(gè)特殊的協(xié)議程序和建議，這些程序和建議提供了在不使用 v1.1 錯(cuò)誤檢查的情況下消除錯(cuò)誤的方法。

第一種是允許主機(jī)根據(jù)需要隨時(shí)寫入和讀取預(yù)編程的電壓值，以驗(yàn)證該值。第二種是，在主機(jī)一個(gè)接一個(gè)地發(fā)送兩個(gè) SMBus “ON”或“OFF”命令之前，編程值不會(huì)被激活。如果“ON”或“OFF”值中的任何位不合適，則拒絕前面的電壓編程命令。

LTC1699 還具有兩種特殊的閉鎖功能。第一種是忽略“ON”命令，直到電壓寄存器建立。此外，當(dāng)收到兩個(gè)有效的“ON”命令序列時(shí)，VID寄存器將被鎖定，以防止在電源運(yùn)行時(shí)發(fā)生變化。最后，LTC1699 實(shí)現(xiàn)了新的 SMBus v1.1 邏輯電平，以改善信號(hào)完整性。這些技術(shù)共同使用流行的SMBus提供對(duì)CPU電壓的可靠和安全控制。

臺(tái)式/便攜式 VID 直流/直流轉(zhuǎn)換器

圖 1 示出了使用 LTC1778 控制器和 LTC1699 的內(nèi)核穩(wěn)壓器的典型實(shí)施方案。等效電路可用作 LTC1909 中的單片式 IC。

審核編輯：郭婷