嵌入式系统/ARM技术中的基于自适应技术的动态CPU供电单元
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2020-12-08
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嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的基于自适应技术的动态技术中的基于自适应技术的动态CPU供电单供电单
元元
CPU核心电压Vcore波动会影响CPU正常工作，Vcore过高，将导致CPU发热量上升、寿命缩短甚至烧毁；反
之，Vcore过低则可能引起数据损坏、死机、蓝屏等故障。由于CPU集成度越来越高，制作工艺越来越精
细，CPU功耗越来越大，因此对供电系统提出了更高的要求。 一、自适应电压调节系统的结构 早期主
板普遍采用跳线或DIP开关来设定CPU电压，在安装或更换CPU时，需要根据CPU核心电压对照主板说明书，
在主板上插拔挑线或拨动DIP开关进行设置，稍有不慎就可能烧毁CPU和主板，十分危险。为了解决这个问
题，Intel公司从Pentium Ⅱ开始采用VID（Voltage Ident
CPU核心电压Vcore波动会影响CPU正常工作，Vcore过高，将导致CPU发热量上升、寿命缩短甚至烧毁；反之，Vcore过低
则可能引起数据损坏、死机、蓝屏等故障。由于CPU集成度越来越高，制作工艺越来越精细，CPU功耗越来越大，因此对供
电系统提出了更高的要求。
一、自适应电压调节系统的结构 一、自适应电压调节系统的结构
早期主板普遍采用跳线或DIP开关来设定CPU电压，在安装或更换CPU时，需要根据CPU核心电压对照主板说明书，在
主板上插拔挑线或拨动DIP开关进行设置，稍有不慎就可能烧毁CPU和主板，十分危险。为了解决这个问题，Intel公司从
Pentium Ⅱ开始采用VID（Voltage Identification，电压识别）技术，VID技术是一种自适应电压调节技术，采用这种技术后，
主板供电电路可按CPU需要自动设置供电电压，不再需要进行人工干预了。
自适应电压调节技术的核心是在CPU上增加了若干个VID引脚，这些引脚输出的编码信号控制Vcore供电电路中的
PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制器。开机后CPU将VID信号发送给PWM控制器，调整 PWM控制器输出脉冲信
号的占空比，迫使DC/DC电路输出的直流电压与CPU的额定电压相一致（图1）。采用VID编码后，VID的可编程特性使得用
户可以在BIOS中修改Vcore，一些主板制造商还编制了专门的工具软件来显示和修改Vcore值，给用户带来很大方便。
图1 自动设定原理
自适应CPU供电电路的信号流程如图2，电脑的主电源工作后，VttVR调压器开始工作，它一方面为CPU中的VID控制器
提供电源，一方面输出VID_PWRGD信号。VID_PWRGD信号同时送往CPU中的VID控制器和Vcc调压器中的PWM控制芯片
的对应引脚，分别作为VID控制器和PWM芯片的输出允许信号。VID控制器接收到VID_PWRGD信号这个信号后立即通过若干
条信号线同时输出各位VID信号。在VCC调压器内，PWM控制器接收到VID信号后，向场效应管驱动器输出脉冲信号，启动
DC/DC转换功能，输出Vcc电压。待电压稳定后，PWM芯片向CPU提供VCC_PWRGD信号，让CPU开始工作，如图3。
图2 供电系统原理框图
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