電源管理バス

パワーマネジメント バス(PMBus) は、システム マネジメント バス(SMBus)の派生版で、電源のデジタル管理を目的としています。SMBus と同様に、 I²Cに基づく比較的低速の 2 線式通信プロトコルです。これらの標準のいずれとも異なり、ユーザーが定義したコマンドを使用して通信する方法を単に指定するのではなく、ドメイン固有のコマンドを多数定義しています。

最初の部分では、SMBus に特に焦点を当てて概要を説明し、2 番目の部分では、PMBus デバイス用に定義されているすべてのコマンドについて詳しく説明します。標準化されたコマンドとメーカー固有のコマンドの両方があります。PMBus の適合要件は最小限であり、仕様のパート I で説明されています。詳細については、PMBus 1.1 仕様を参照してください。

最も低いレベルでは、PMBus は SMBus 1.1 に準拠していますが、いくつかの違いがあります。この情報は、PMBus 仕様のパート I でさらに詳しく説明されています。

• 400 kHz のバス速度が許可されます (SMBus の 100 kHz 制限に対して)
• PMBus では、ブロックには最大 255 バイトを含めることができます (SMbus の 32 バイト制限に対して)。
• SMBus 2.0 と同様に、7 ビットのアドレス指定のみが使用されます。
• 一部のコマンドは、SMBus 2.0 ブロック プロセス呼び出しを使用します。
• SMBALERT# メカニズムまたは SMBus 2.0 ホスト通知プロトコルのいずれかを使用して、ホストに障害を通知できます。
• PMBus デバイスはグループ プロトコルをサポートする必要があります。グループ プロトコルでは、デバイスは終了の STOP を受信するまでコマンドの動作を延期します。STOP の前にさまざまなデバイスにコマンドを発行できるため、PMBus マスターはそれらの動作を同期できます。
• 「拡張コマンド」プロトコルが定義され、2 番目のコマンド バイトを使用して、標準コマンドとメーカー固有のコマンドの両方にそれぞれ 256 個のコードが追加されます。

PMBus コマンド スペースは、測定された電圧と電流のレベル、温度、ファン速度など、読み取り可能で、多くの場合書き込み可能なさまざまなデバイス属性を公開するものと見なすことができます。デバイスによって公開される属性は異なります。デバイスによっては、複数の「ページ」でそのような属性を公開する場合があります。たとえば、1 つのページで各電源レール (3.3V、5V、12V、-12V、および 1.0～1.8V をサポートするプログラム可能な電源) を管理します。デバイスは警告と障害の制限を設定する場合があり、制限を超えるとホストに警告が送信され、障害回復がトリガーされる可能性があります。デバイスによって提供される機能は異なります。

PMBus 1.1 デバイスの機能を照会する機能は、特にデバイス ( EEPROMなど) にユーザー データを保存する機能と組み合わせてツールを構築するときに特に役立ちます。このような照会機能がなければ、エラーが発生しやすい外部構成データしか利用できません。

PMBus 仕様のパート II では、すべての標準 PMBus コマンドを網羅しています。また、出力電力と電流の管理、障害の管理、特定のデバイスが理解できる形式への値の変換、在庫データ (モデルやシリアル番号など) やデバイス定格などのメーカー提供の情報にアクセスするためのモデルについても説明します。

PMBus は、「Linear11」と呼ばれる独自の 16 ビット浮動小数点形式を定義します。

• N = 符号付き指数
• Y = 符号付き仮数

表現される値 = Y × 2 ^N

半精度浮動小数点形式(合計 16 ビットを使用) やその他の一般的な浮動小数点形式とは異なり、別の符号ビットを持つ符号なし小数ではなく、符号付き 11 ビット仮数が使用されます。同様に、指数は、より一般的なバイアス付き符号なし数ではなく、符号付き 5 ビット数として格納されます。これには次の意味があります。

• 結果の数値の符号は、上位バイトの最上位ビットではなく、上位バイトのビット 2 によって一意に決まります。
• 両方の値は符号付き数値として保存されるため、数値をデコードするときに両方の値を明示的に符号拡張する必要があります。ただし、これによりエンコード プロセスが簡単になります。
• 負のゼロを表すものはありません。
• 結果の数値の符号を反転する場合は、いくつかの特殊なエッジケースを考慮する必要があります。
  • Y ≠ -1024 の場合にのみ、結果の符号は 11 ビットの 2 の補数演算で反転できます。
  • Y = -1024 の場合、符号反転プロセスでは、N が 32 未満の場合に限り、Y = 512、N = N + 1 が生成されます。
  • 最も負の数は、Y = -1024、N = 31 で表されます。この数には正の表現はありません。

2008 年 1 月、Power-One は、Artesyn Technologies の PMBus 対応コンバータに関する特許侵害訴訟で勝訴しました。Power-One は、PMBus アプリケーションには同社からのライセンスが必要であると主張しています。潜在的な PMBus ユーザーは、この問題を自分で調査する必要があります。外部リンクを参照してください。

• IEEE 802.11a 準拠
• システム管理バス(SMBus)
• 高度な構成および電源インターフェイス(ACPI)
• ネットワークバスのリスト

• 公式サイト
• 公式 PMBus 仕様 (無料)

• PMBus – 万能薬か誇大広告か? は、仕様編集者が書いた、PMBus のコンテキストに関する情報記事です。
• Electronic Design の記事では、Power-One と Artesyn Technologies の間の訴訟について説明しています (2013 年 7 月 24 日にアクセス)。