COM Express電源管理和上電時(shí)序

1、-作者xxxx-日期xxxxCOM Express電源管理和上電時(shí)序【精品文檔】COM-E模塊的電源管理和上電順序解析一、AT模式和ATX模式區(qū)別AT電源模式，只向COM-Express模塊提供一個(gè)12V電壓。如果想要模擬ATX模式，就需要額外的DC/DC或LDO來(lái)提供5V和3.3V。AT模式下是沒(méi)有Standby電源的。圖1 AT電源ATX電源，能夠提供12V，-12V，5V，3.3V，5VSB等。ATX電源能夠向COM-Express模塊提供5VSB電源。如果載板上還需要其他電源，如3.3V或5V，可通過(guò)額外的DC/DC或LDO實(shí)現(xiàn)。圖2 ATX電源主要區(qū)別：ATX電源在當(dāng)代電腦中常用。

2、ATX電源有兩套電源軌：一組用于正常運(yùn)行（12V，5V，3.3V和-12V）和一個(gè)單獨(dú)的5V掛起軌。只要ATX電源都有交流輸入電源時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)5V掛起軌。 只有當(dāng)來(lái)自主板的PS_ON#信號(hào)被（主板）拉低時(shí)，其他電源才能開(kāi)啟，允許軟件對(duì)電源進(jìn)行控制。PC主板可以實(shí)現(xiàn)多種用于控制AC電源的結(jié)構(gòu)，包括按下按鈕開(kāi)關(guān)切換低壓邏輯信號(hào)，而不是關(guān)閉主交流電源。 同時(shí)可以諸如按壓鍵盤、活動(dòng)鼠標(biāo)等開(kāi)啟主電源的功能。AT電源不支持掛機(jī)，也不允許軟件控制供電。當(dāng)電源連接到AC主電源并且電源開(kāi)關(guān)為打開(kāi)狀態(tài)，AT電源直接上電。AT電源在商用電腦上已經(jīng)絕跡了。二、ATX電源啟動(dòng)方式2.1 帶Super I/O的ATX電源

3、如果載板上有super IO，PS-ON可由合適的BIOS通過(guò)SUPER IO控制。當(dāng)設(shè)計(jì)為高有效的電源鍵被按下時(shí)，Super I/O會(huì)輸出一個(gè)低電平PWRBTN#信號(hào)給COM-E模塊，然后模塊上的芯片通過(guò)SLP_S3#輸出高電平，通知Super I/O在PS_ON#輸出低電平，使能ATX開(kāi)啟主電源。2.2不帶Super I/O的ATX電源 如果載板上沒(méi)有Super IO輸出PS_ON#信號(hào)開(kāi)啟ATX電源開(kāi)關(guān)，那么COM-E模塊的SLP_S3#或SLP_S5可以通過(guò)一個(gè)switch來(lái)控制PS_ON#。圖3 沒(méi)有Super I/O的ATX電路三、COM-Express模塊的電源狀態(tài)表1 電源狀態(tài)

4、狀態(tài)描述注釋G3機(jī)械關(guān)閉機(jī)械開(kāi)關(guān)將交流電源斷開(kāi)。系統(tǒng)功耗接近于0，唯一的耗電單元是電池供電的RTC電路。S5軟關(guān)閉除了5V SBY供電的子系統(tǒng)外，其余部分都關(guān)閉。此時(shí)，沒(méi)有系統(tǒng)上下文保留，5V SBY的功耗取決于不同的系統(tǒng)，一般是幾十mA到幾百mA。S4掛機(jī)到磁盤除了5V SBY供電的子系統(tǒng)外，其余部分都關(guān)閉。系統(tǒng)上下文保留在硬盤上（硬盤是斷電的）。5V SBY的功耗在幾十mA到幾百mA之間。S3掛起到內(nèi)存除了包含RAM的子系統(tǒng)外，其余部分關(guān)閉。掛起電源由5V掛起軌提供。系統(tǒng)上下文保留在內(nèi)存中。5V SBY的功耗在幾百mA到2A之間。S1睡眠狀態(tài)硬件管理保留所有上下文。S1狀態(tài)中，部分元器件進(jìn)

5、入低功耗狀態(tài)。S0開(kāi)機(jī)系統(tǒng)處于正常開(kāi)機(jī)狀態(tài)。表2 電源狀態(tài)行為狀態(tài)SUS_S5#SUS_S4#SUS_S3#G3NANANAS5LLLS4HLLS3HHLS0HHH表3 電源管理信號(hào)描述信號(hào)引腳描述IO備注PWRBTN#B12電源按鍵低電平有效信號(hào)，用于將系統(tǒng)從S5（軟關(guān)機(jī)）狀態(tài)喚醒。下降沿觸發(fā)。輸入，3.3V COMS驅(qū)動(dòng)電流10mASYS_RESET#B49復(fù)位信號(hào)輸入。外部電路（如復(fù)位按鈕）可能將該信號(hào)驅(qū)動(dòng)為低電平，以將系統(tǒng)模塊置于硬件復(fù)位狀態(tài)。輸入，3.3V COMS驅(qū)動(dòng)電流10mACB_RESET#B50復(fù)位信號(hào)輸出。從COM-E模塊到載板。該信號(hào)能被驅(qū)動(dòng)為低電平，從而復(fù)位載板上的外

6、部器件。輸出，3.3V CMOSPWR_OKB24ATX電源產(chǎn)生的Power OK信號(hào)，用于通知COM-E模塊DC工作電壓在正確操作所需的范圍內(nèi)。輸入，3.3V COMSSUS_STAT#B18掛起狀態(tài)信號(hào)，用于指示系統(tǒng)馬上進(jìn)入低功耗狀態(tài)。該信號(hào)可用于指示載板外設(shè)，進(jìn)入掉電狀態(tài)。輸出，3.3V CMOSSUS_S3#A15S3睡眠控制信號(hào)表示系統(tǒng)駐留在S3狀態(tài)（掛起到RAM）輸出，3.3V CMOS該信號(hào)可用于通過(guò)“PS_ON”信號(hào)控制ATX電源。SUS_S4#A18S3睡眠控制信號(hào)表示系統(tǒng)駐留在S4狀態(tài)（掛起到硬盤）輸出，3.3V CMOSSUS_S5#A24指示系統(tǒng)駐留在軟關(guān)閉狀態(tài)。輸出，

7、3.3V CMOSWAKE0#B66PCI-E喚醒時(shí)間信號(hào)；輸入，3.3V COMSWAKE1#B67通用喚醒信號(hào)。輸入，3.3V COMSBATLOW#A27電池電壓低輸入信號(hào)。電池電壓低時(shí)，外部電路將該信號(hào)驅(qū)動(dòng)為低。輸入，3.3V COMS四、AT電源工作在ATX模式AT電源只提供12V，而不提供5V SBY。如果使用AT電源工作在ATX模式，有一種方法來(lái)控制ATX電源管理。 ATX模式需要5V SBY，可以使用AT電源的12V轉(zhuǎn)換輸出。COM-Express模塊上的芯片組需要5VSBY才能啟用電源開(kāi)/關(guān)和ACPI功能的控制機(jī)制。5VSBY應(yīng)由載板電路從AT電源的12V產(chǎn)生。ATX工作模式

8、下，當(dāng)COM-Express處于S0 / S1狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)使用電源開(kāi)關(guān)在打開(kāi)AT電源12V輸入，并在S3 / S4 / S5狀態(tài)中關(guān)閉AT電源輸入電源。通過(guò)COM-Express模塊輸出的SLP_S3#控制PMOS，從而控制AT電源的12V是否輸入到COM-Express。對(duì)于ATX電源，按下電源鍵能夠開(kāi)啟或關(guān)閉由SLP_S3#控制的系統(tǒng)電源。在S3模式，COM-Express是一直由載板提供的，但是在AT電源的12V應(yīng)該在載板上關(guān)閉，不再向COM-Express模塊提供。該部分的電路原理圖如下所示。圖4 AT電源工作在ATX模式五、ATX上電時(shí)序分析圖5 電源按鍵控制下的ATX啟動(dòng)時(shí)序（

9、注：CEX表示COM-E模塊）說(shuō)明：1. VCC_5V_SBY是一直存在的；2. 按下PWR_BTN#，向COM-E輸入一個(gè)下降沿信號(hào)；3. COM-E被喚醒，COM-E模塊的SUS_S3#引腳，輸出從低電平變?yōu)楦唠娖?；ATX模式下，該信號(hào)通常用于觸發(fā)ATX電源的PS_ON#信號(hào)；4. PS_ON#信號(hào)是ATX電源上的一個(gè)輸入信號(hào)，低電平有效。用于控制ATX電源上12V、5V、3.3V、-12V等的輸出。5. PS_ON#有效后，ATX電源所有電源使能，包括12V、5V、3.3V。6. PWR_OK，ATX所有輸出電源達(dá)到固定電壓之后，ATX電源的PWR_OK引腳輸出高電平，連接到COM-E模塊的B24腳，告知COM-E模塊，所有電源已經(jīng)OK啦，你可以進(jìn)行下一步動(dòng)作啦。7. COM-E模塊接收PWR_OK信號(hào)以后，使能模塊上內(nèi)部電源。8