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作者：德州儀器 (TI) 感測業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理Dan Harmon 如果設計師想要盡可能地提高性能和用戶(hù)體驗，那么管理系統的熱性能是現代電子系統中十分關(guān)鍵的內容。隨著(zhù)系統功能變得越來(lái)越強大，并且在很多情況下尺寸也越來(lái)越小，管理散熱系統配置已經(jīng)成為一項越來(lái)越具有挑戰性的任務(wù)。對電流的監視能夠很好地指示出可能存在的散熱問(wèn)題。目前，很多的集成商使用單個(gè)系統級熔絲或過(guò)流檢測器來(lái)監視為系統供電的主電源。 從而在供電時(shí)做出涉及整個(gè)系統運行的決定，或者采取某些會(huì )影響系統運行的操作。雖然這種做法成本較低，但也使得系統無(wú)法優(yōu)化性能。替代方法是在子系統或模塊級執行分布式過(guò)流檢測。這樣可以使決策變得更加高效。這個(gè)分布式監視打消了用戶(hù)在三方面的顧慮： • 系統利用率和效率的問(wèn)題 • 確定故障識別 • 減輕系統控制器在事件檢測方面的負擔 系統利用率和效率 在這里，系統集成商在通過(guò)監視子系統級電流來(lái)盡可能降低功耗的同時(shí)，想要最大限度地提高系統性能。為了更好的說(shuō)明，我們以一個(gè)中央辦公室的情景為例。 
一個(gè)特有多個(gè)刀片服務(wù)器的服務(wù)器群示例 通過(guò)監視通信系統中某個(gè)服務(wù)器或通道內的每一臺刀片服務(wù)器的負載電流，你能夠了解那個(gè)模塊的使用量何時(shí)增加或減少。在非峰值時(shí)間內，只啟用一個(gè)單個(gè)卡片可以最大限度地降低功耗。在你監視單個(gè)卡片所消耗的電流時(shí)，你可以檢測負載何時(shí)增加，并且相應地啟用其它模塊來(lái)提高系統功能，而同時(shí)也增加了功耗。通過(guò)監視每個(gè)子模塊的負載電流，你可以在盡可能減少有源功耗的同時(shí)，啟用合適數量的通信卡來(lái)優(yōu)化用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)體驗。 確定故障識別 當任一故障被視為增加整個(gè)系統電流的原因時(shí)，可以使用一個(gè)系統范圍的故障識別方法來(lái)關(guān)閉整個(gè)系統。雖然這也許對于關(guān)鍵系統保護或用戶(hù)安全很重要，但它并不能夠實(shí)現確定性模塊關(guān)斷和調試。確定性故障識別與系統級保護之間對比關(guān)系的一個(gè)示例就是接地故障斷路器，或稱(chēng)為GFCI。在GFCI系統中，單個(gè)插座具有內置的故障識別和保護功能。這樣可實(shí)現特定插座被禁用，而不是禁用熔絲或斷路器上的整個(gè)電路。這樣可實(shí)現更加快速和簡(jiǎn)單的故障識別，并有可能縮短調試周期時(shí)間，以及停機時(shí)間。
GFCI插座實(shí)現分布式故障識別的示例 本地化過(guò)流檢測可以使系統管理控制器精確定位故障所在。這個(gè)控制器能夠決定只關(guān)閉一個(gè)模塊，還是關(guān)閉系統的絕大部分，又或者在最差的情況下關(guān)閉整個(gè)系統。由于維修人員知道問(wèn)題所在，而不是逐一檢查每個(gè)子系統，這些信息還可實(shí)現更快速的調試，并盡可能減少停機時(shí)間。此外，這還可以使一部分系統關(guān)閉等待維修的同時(shí)，剩余的系統仍然可以繼續正常運行。
這幅圖顯示的是系統平衡仍然保持有效的同時(shí)，對一個(gè)刀片服務(wù)器的一部分進(jìn)行維修 減輕事件檢測負擔 諸如德州儀器 (TI) INA300的經(jīng)簡(jiǎn)化過(guò)流檢測器件可被用作系統管理控制器的簡(jiǎn)單執行中斷發(fā)生器。這就使系統管理控制器從不斷輪詢(xún)單個(gè)子系統的電流電平，并根據輪詢(xún)結果進(jìn)行決策的工作中解放出來(lái)。這就降低了對于系統管理控制器的總體處理要求，從而實(shí)現了更低的成本和功耗。 總結 分布式過(guò)流檢測為系統集成商提供了更好的系統利用率和效率、更快速和準確的故障識別，并且能夠減輕系統控制器的事件檢測負擔。為了將影響降到最低，需要實(shí)現方式非常簡(jiǎn)單、易于管理，并且要求極小封裝。小型化和簡(jiǎn)化實(shí)現方式是在不增加系統復雜度或者不使系統變得更加龐大的同時(shí)，實(shí)現多個(gè)測量點(diǎn)的關(guān)鍵所在。 我們將在下次介紹采樣率控制信號內的抖動(dòng)是如何減少SAR-ADC ENOB的。我們期待著(zhù)你的參與。 參考文獻 • 接地故障斷路器 (GFCI)，OSHA，美國勞工部 • 下載INA300數據表 • TI過(guò)流檢測產(chǎn)品—在多個(gè)應用中防止過(guò)流，2014 關(guān)于作者 Dan Harmon是TI感測產(chǎn)品組的感測業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理。在他為T(mén)I服務(wù)的29年中，他支持了很多種技術(shù)與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，其中包括接口產(chǎn)品、成像模擬前端 (AFE)、以及電荷耦合器件 (CCD) 傳感器。他還作為T(mén)I的USB-IF代表和TI USB 3.0推廣小組主席。Dan獲得了Dayton大學(xué)電子工程學(xué)士學(xué)位，以及阿靈頓德州大學(xué)電子工程碩士學(xué)位。 |
