PMBus Spec Working Group emite la versión 1.3 para revisión

El grupo de trabajo de especificación de PMBus ha publicado la propuesta de especificación de PMBus 1.3 para que la revisen los adoptantes. La especificación actualizada agrega funciones y mejora el rendimiento de PMBus 1.2 y agrega AVS Bus (Parte III). Si el grupo de trabajo logra sus objetivos, la nueva especificación completará su proceso de revisión y será aprobada a principios de 2014 y anunciada en APEC en Fort Worth.

Hay cuatro mejoras en las Partes I y II de la especificación PMBus 1.2:

1. Velocidad de bus de 1 MHz
2. Formato de datos de punto flotante
3. Umbrales de tensión relativa
4. Llamada de proceso global

El bus más rápido brinda una mejora de comunicación de 2.5x que es retrocompatible con dispositivos PMBus de 100kHz y 400kHz. La arquitectura Open Drain no se modificó, pero la corriente de extracción requerida se incrementó a 20 mA. En última instancia, la corriente de reducción está relacionada con la capacitancia del bus y las especificaciones de temporización. Cuando se utilizan los dispositivos 1.3 más nuevos a 400 kHz, la corriente descendente de las especificaciones 1.2 será adecuada.

El punto flotante es IEEE 754 de media precisión (16 bits). Cuando se implemente, todos los comandos de PMBus utilizarán punto flotante. El objetivo era crear un formato consistente (todos los comandos) que fuera fácil de convertir a los tipos de datos utilizados por los programadores. Los programadores suelen usar flotantes de 32 bits, y la conversión de precisión media a precisión simple es simplemente mapear bits, una operación de truncamiento/redondeo o ceros extendidos. El punto flotante también es compatible con NaN y ±Inf. NaN indica que un esclavo no pudo entregar un valor significativo, eliminando la necesidad de NACK una solicitud.

Floating Point es más eficiente en máquinas, más fácil de trabajar con código y estandarizado en la industria. Los programadores ya no tendrán que lidiar con múltiples estándares de diferentes proveedores. El punto flotante es inequívoco y determinista.

La mayoría de los firmware existentes convierten porcentajes (margen, fallo alto/bajo) en valores absolutos. Los umbrales de voltaje relativos permiten que el firmware programe todos los valores relacionados con el voltaje de salida en porcentaje del voltaje de salida. Cuando se cambia el voltaje de salida, los umbrales se escalarán automáticamente en función de su valor. Esto también acelera las transacciones que mueven el voltaje de salida.

GPC es una mejora de la dirección de respuesta de alerta y utiliza un nuevo marco, por ejemplo, diferente de la palabra de lectura/escritura, etc. También se basa en el protocolo de "dominio de bits" de PMBus. El dominio de bits es una terminología de la industria que describe un bus de drenaje abierto, de modo que cualquier esclavo que afirma un cero tirando de la línea de datos de drenaje abierto gana el arbitraje. PMBus 1.2 usa "dominancia de bits" para arbitrar direcciones. El nuevo protocolo GPC utiliza el "dominio de bits" para encontrar "información importante".

Similar a ARA, GPC emite un comando que todos los esclavos entienden y todos los esclavos intentan responder. En la configuración simple, cada esclavo intenta responder y el bit dominante determina qué esclavo gana. Cuando un esclavo pierde, vuelve a intentarlo. Debido a que cada esclavo solo responderá una vez, el comando GPC devolverá los datos de todos los esclavos con la "información importante" en primer lugar. Este comando se utiliza para obtener información de todos los esclavos en orden de prioridad.

Una segunda configuración de GPC solo permite que un esclavo responda. Esta configuración, llamada Modo de grupo, se utiliza para encontrar la información más grande, más pequeña o más importante en un sistema de energía. Ejemplos son: corriente o temperatura más alta.

Una tercera configuración de GPC se utiliza para consultar el estado mediante una máscara. Esto se utiliza para encontrar la falla más crítica en el sistema de energía.

La especificación propuesta contiene una Parte III completamente nueva para AVSBus (Escala de voltaje adaptable). El propósito de AVS es permitir que un ASIC, FPGA o procesador cambie el voltaje de su suministro mediante el envío de comandos a un POL (convertidor de punto de carga). Además, AVS proporciona la lectura de voltaje y corriente del POL. El algoritmo AVS utilizado suele ser un bucle de control patentado implementado por el diseñador del sistema. El propósito de AVS es lograr el mayor rendimiento utilizando la menor cantidad de energía. AVSBus es un estándar de protocolo de comunicación para habilitar AVS en un sistema.

El AVSBus se entiende mejor como un bus SPI sin Chip Select (CS). El protocolo utiliza subtramas de inicio y CRC que permiten que un esclavo (POL) descubra el comienzo y el final de las tramas sin CS.

Hay tres cables: AVS_Clock, AVS_MData, AVS_SData. Los datos se emiten en el bus cuando está en el flanco ascendente y se registran en un registro interno en el flanco descendente. Todos los marcos tienen 32 bits de salida, seguidos de 32 bits de entrada. Cuando las transacciones se emiten consecutivamente, el bus opera en un protocolo de 4 bytes con datos de retorno retrasados ​​por 32 bits. A la máxima velocidad de reloj de 50 MHz, la tasa de transacción para cambiar el voltaje es de 640 ns. Todos los valores de datos son de 16 bits.

Nota: El AVSBus de tres cables no reemplaza al PMBus de 3 cables: son tres cables adicionales utilizados únicamente para AVS que se conectan entre un ASIC/CPU/FPGA y un POL/Administrador. PMBus se conecta entre un POL/Manager y un Board Controller o una herramienta de configuración/depuración externa.

AVS devuelve datos de estado con cada transacción que indica ALERT y VGOOD. La ALERTA indica una sobrecorriente u otro mal funcionamiento. VGOOD indica que se completó un cambio de voltaje solicitado. Para reducir la energía, el ASIC o FPGA puede emitir un comando de voltaje, detener el reloj y observar una transacción de reloj asíncrona en la línea AVS_SData que indique VGOOD. Luego puede poner en marcha el reloj y emitir una nueva transacción. El propósito de VGOOD es permitir la transacción de cambio de voltaje más rápida posible con confirmación.

Con estas características, se pueden utilizar varios tipos de retroalimentación:

1. Cambian de estado

   1. Establecer voltaje
   2. Confirmar voltaje
   3. Cambiar el estado operativo de ASIC/FPGA

2. Servo A

   1. Establecer voltaje
   2. Leer actual
   3. Elija un nuevo voltaje
   4. ir a 1

3. servo B

   1. Establecer voltaje
   2. Mida el parámetro operativo ASIC/FPGA
   3. Elija un nuevo voltaje
   4. ir a 1

AVS a veces se confunde con DVS (Escala de voltaje dinámico) o DVFS (Escala de frecuencia de voltaje dinámico). Si bien hay desacuerdo sobre la terminología, asocio DVS/DVFS con estados operativos discretos, no con retroalimentación. El bus AVS es capaz de DVS/DVFS de dos maneras:

1. ASIC/FPGA tiene una tabla y emite valores discretos a AVSBus
2. El proveedor POL agrega MFR (extensiones) al conjunto de comandos AVSBus para elegir la configuración de una tabla

AVSBus está diseñado para trabajar con PMBus. Hay un nuevo comando PMBus que determina si los comandos PMBus o AVSBus controlan el voltaje de salida POL. También hay un nuevo comando V_{OUT_MIN}para complementar V_AFUERA__MÁX.. El propósito de V._{OUT_MIN} es evitar que el ASIC/FPGA establezca un valor que esté por debajo de su capacidad operativa. Esencialmente, evita que el ASIC/FPGA pierda el control de su voltaje de riel.

Debido a que puede haber problemas más sutiles que la pérdida de control total, existe un comando AVSBus para enviar el POL a un estado nominal. El propósito es que si el ASIC/FPGA lee una ALERTA del AVSBus o tiene un problema de funcionamiento interno, puede establecer de inmediato todos sus rieles en un estado que garantice su funcionamiento mientras toma decisiones sobre cómo reaccionar ante el problema, o para informar a otro sistema que hay un problema. Esto evita que ASIC/FPGA se meta en tantos problemas que no pueda cumplir con su acuerdo de calidad de servicio.