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Acute皇晶 Intel电源管理通讯协定 Serial VID (SVID) 量测概观

更新时间:2019-03-19 04:31      点击次数:1046 次

  在 Intel 平台中, 电源管理(Power Management Integrated Circuit, PMIC) 通讯协定从 VR12 开始一改过去以 Parallel 传输模式, 调整为 Serial 传输. SVID使用 3 条控制线路 (Clock, VDIO, Alert) 来进行资料传输. SVID 的基本传输概念, 就是由 CPU 发送命令给真正负责电源输出控制的 VR 控制器(Controller) IC, 然后在 VR 控制器准备好所设定的电压之后会以 Alert 讯号通知 CPU, 来达成一个完整的命令流程. 因此, 当 SVID 通讯过程中发生的任何问题, 多半会立即的引起整个系统电源的不正确, 而造成某些关键零组件停摆而使的系统当机无法使用.

  为此, 在 SVID 除错的过程中, 会采行逻辑分析仪与示波器搭配的做法来进行. 会使用这两种仪器搭配的优势是

  1. 逻辑分析仪

  SVID 工作电压 Vtt=1.0-1.1V, Clock 速度约 26.25MHz, 因此要能撷取 SVID

  讯号的逻辑分析仪必须要有较佳的电压灵敏度及足够的采样频率, 才能进行完善的讯号撷取. 然后, 搭配具备完善 SVID 通讯协定分析 (Bus Decode), 来进行数位讯号分析与译码. 本文将会以皇晶科技逻辑分析仪做为量测说明之设备, 其已支援 VR12 (IMVP7), VR13, IMVP8 等 SVID 最新规范. 同时也支援 Single VR(图一) 与 Multi VR (图二)模式的分析.

  

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图一

  

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图二

  2. 示波器

  应用在 SVID 总线讯号质量的检查以及 SVID总线以外的电压讯号检查. 若想了解 SVID总线与电压的关系, 可使用逻辑分析仪与示波器堆栈的功能, 如图三, 在观察 SVID 总线的同时, 也利用示波器观测 VCC 与 VNN 电压的变化.

3图三

  例举2个量测应用案例, 并分析可能的问题原因

  1. SVID总线讯号质量不良问题:

  其问题症状为系统突然当机, 此时用示波器检查 SVID 总线, 已经没有任何讯号在传送, 经使用逻辑分析仪逾时触发与转态储存功能, 定位到 SVID 总线在停止发送讯号前, 最后所下的命令.

  在图四中, Alert 讯号是从 VR 控制器回传VR Settled讯号给 CPU, 但出现了 VDIO 与 Alert线路间发生串音(Crosstalk)现象. VDIO 的讯号跳到 Alert 讯号在线, 造成 SVID 总线错误而使系统当机. 此类问题的解决法, 就是检视 PCB 线路布局或搭配示波器查看, 找出可能引起讯号反射或串音之问题点.

  

4图四

  2. VR 控制器回应 Alert过慢

  随着 SVID 版本使用不同命令(SetVID-Fast, SetVID-Slow)时, 在命令发出之后 VR 控制器必须根据所设定之电压差, 在规定的时间内(Slew rate)完成工作并往 CPU 送出 Alert 通知. 若Slew rate发生逾时(Time-out), 可能会有不可预期的问题发生. 图五说明了, 以 SVID SetVID-Slow 的时候, 发现其 Slew rate 超过预期的时间所提出的 Alert Timeout警告讯息. 此类问题的解决法可能偏向于 VR 控制器, 是否 VR 控制器在这样的电压差调整时, 其 Alert Slew rate 不符合规格.

  

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图五

  从上述两个案例可以看出, 逻辑分析仪在 SVID 问题检查时, 可有效的快速协助讯号定位, 并立即可根据译码结果来做问题的厘清, 大幅的缩小查问题的范围. 若需会同其他部门或IC 供应商作问题讨论的时候, 也可以因为有数位与类比讯号波形而缩短沟通时间.

  总而言之, 随着 Intel 在手持式系统的布局, 使 PMIC 功能面的复杂度提高, 量测 SVID 总线时混合使用数位与类比仪器成为必要的组合. 尤其在观察总线行为的时候, 能根据 SVID 不同版本将 PWM Table或 Slew rate来做详尽的译码, 将有助于更快的厘清问题.

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