PMBus 指令解析:OPERATION (01h) 開關機與 Margin 測試
PMBus OPERATION (01h) 命令逐位元解析:On / Soft Off / Immediate Off、Margin High / Low 與 Fault 處理,附常用設定值速查表與 CRPS 電源實務差異。
綱要介紹
主控端(Host / MCU)透過寫入 OPERATION 命令,可以實現三大主要控制功能:
- 軟體開關機控制:軟體式開機 (On) 與關機 (Off)。
- Margin 邊際測試:強制輸出電壓升高或降低,用於出廠或可靠度測試時,驗證後端晶片(CPU / FPGA)的電壓耐受度。
- 測試期間故障處理:在 Margin 測試時,設定是否要忽略過壓(OV)或欠壓(UV)告警。
傳輸格式
OPERATION 使用 SMBus 的 Write Byte / Read Byte 協定,資料長度為 1 個位元組:
寫入:S | Addr+W | A | 01h | A | Data | A | [PEC | A] | P
讀取:S | Addr+W | A | 01h | A | Sr | Addr+R | A | Data | [PEC] | NA | P
暫存器位元結構
| Bit | 欄位 | 值與說明 |
|---|---|---|
| b[7:6] | On/Off | 10:開啟輸出 (On)01:軟關機 (Soft Off,依 TOFF_DELAY / TOFF_FALL 時序關閉)00:立即關閉 (Immediate Off,不經過關機時序) |
| b[5:4] | Margin | 00:正常目標電壓 (Nominal)01:Margin Low10:Margin High |
| b[3:2] | Fault 處理 | 01:Ignore Fault(忽略 Margin 造成的故障)10:Act on Fault(照正常故障保護處理) |
| b[1:0] | Reserved | 保留位元,填入 00b |
Margin 時的實際輸出電壓不是固定值,而是由 VOUT_MARGIN_HIGH (25h) 和 VOUT_MARGIN_LOW (26h) 設定;常見做法是設成標稱電壓的 ±5%。
常用設定值速查表
| Hex | Binary | 控制模式 | 行為描述 |
|---|---|---|---|
00h | 0000 0000 | Immediate Off | 立即關閉輸出(Hard Off)。 |
40h | 0100 0000 | Soft Off | 依 TOFF_DELAY / TOFF_FALL 設定的時序緩降關機。 |
80h | 1000 0000 | On (Nominal) | 開啟電源,輸出標準目標電壓(由 VOUT_COMMAND 決定)。 |
94h | 1001 0100 | Margin Low (Ignore Fault) | 切換到 VOUT_MARGIN_LOW,測試期間忽略 OV/UV 告警。 |
98h | 1001 1000 | Margin Low (Act on Fault) | 切換到 VOUT_MARGIN_LOW,觸發告警時仍執行保護。 |
A4h | 1010 0100 | Margin High (Ignore Fault) | 切換到 VOUT_MARGIN_HIGH,測試期間忽略 OV/UV 告警。 |
A8h | 1010 1000 | Margin High (Act on Fault) | 切換到 VOUT_MARGIN_HIGH,觸發告警時仍執行保護。 |
運作邏輯架構圖
flowchart LR
H["Host / MCU<br>寫入 OPERATION (01h)"] --> A["b[7:6] 開關控制"]
H --> B["b[5:4] Margin 選擇"]
H --> C["b[3:2] Fault 處理"]
A --> A1["On / Soft Off / Immediate Off"]
B --> B1["Nominal / Margin Low / Margin High"]
C --> C1["Ignore Fault / Act on Fault"]
工程實務提示:CRPS 電源差異
結論
OPERATION (01h)是 1 Byte 命令:b[7:6] 開關、b[5:4] Margin、b[3:2] Fault 處理、b[1:0] 保留。- 最常用的值是
80h(開機)、40h(軟關機)、00h(立即關機)。 - Margin 的四個合法值是
94h、98h、A4h、A8h;實際電壓由VOUT_MARGIN_HIGH/VOUT_MARGIN_LOW決定。 - 寫入前先確認
ON_OFF_CONFIG (02h)的CMD位元,否則開關機命令可能不會生效。