電源管理

PSoC 1で実現する
電源管理ソリューション
電源のシーケンス制御と監視:
ミッションクリティカルなシステムに最適な
フェイルセーフ電源管理
Engineering Presentation Owner: GVH
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Tech lead: PRKU
001-85907 Rev *A
プレゼンテーションの目的: サイプレスのソリューションの技術的概要をお客様に説明すること。
タイトルスライド: プレゼンテーションの要約を示すこと。サブタイトルはお客様への説明を貴重な機会と捉えて伝えるべき内容を1文で説明すること。
フェイルセーフ電源管理の重要性
障害が許されないシステムでは、電源のフェイルセーフ化が必須
通信用スイッチ、ネットワークルータ
ラックマウント型サーバ、ストレージスイッチ
産業機器用オートメーション、医療用画像機器
HP社のイーサネットスイッチ
電源管理によるシステムの信頼性向上
システムの電源には常に完璧な動作が必要
電源の立ち上げ／立ち下げの際は適切なシーケンスと遅延時間の保持が必要
かつ異常な動作がないことを精密に監視
迅速かつ完璧な障害検出と復帰
スイッチ1台あたり3個の電源管理
ICが必要
ラックマウント型サーバ
ミッションクリティカルなシステムではフェイルセーフ電源管理が必須
サーバ1台
あたり
2～4個の電源
管理ICが必要
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Tech lead: PRKU
マーケット状況: 市場機会を明らかにすること。ローカル市場に関連した、説得力のあるデータと最終製品の写真を提示すること。
実際のPSoC 製品の、説得力のある写真を必ず使用すること。
2
本資料で使用されている用語
電圧シーケンス制御
適切なシーケンスと遅延時間を保って、電源電圧を立ち上げ／立ち下げ
電源監視
電源の電圧と電流を常時観測
トリミング
予期しない電圧変動があっても最適な電圧範囲を維持するように電源を調節
電源の出力電圧を常時調節
低電圧電源を使用するモジュールではフィールドアップグレードが可能 (例: メモリモジュールなど)
障害検出
電源の電圧電流を常時監視し、最適範囲からの逸脱を検出
電源管理
= 電圧シーケンス制御 + 電源監視 + トリミング + 障害検出
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Tech lead: PRKU
専門用語: プレゼンテーションで使用するすべての専門用語を、技術者が理解しやすいように明確に定義すること。
サイプレスのシステムソリューションを説明するのに必要な当社独自の専門用語を明確かつ詳細に定義すること。
3
その他の用語
破損点 (PoF)
システム全体の中で故障する可能性のある部分
破損点が少ないほどシステムの信頼性が高い
イベントベースシーケンス制御
イベント (障害、他の電源の状態など) に基づいた、電源のカスタムシーケンス制御
ユーザ定義のステートマシンで実装
障害ロギング
デバッグ／解析のため、不揮発性メモリにエラーイベントを記憶保存
マージニング
電源電圧の最大値／最小値において、システムを検査し動作確認すること
電源出力電圧の可変設定が必要
規定範囲内の電源電圧でシステムが正常動作することを確認
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専門用語:プレゼンテーションで使用するすべての専門用語を、技術者が理解しやすいように明確に定義すること。
サイプレスのシステムソリューションを説明するのに必要な当社独自の専門用語を明確かつ詳細に定義すること。
4
PSoCの用語
PSoC Designer
サイプレスのPSoC 1統合設計環境 (IDE) ソフトウェア
PCにインストールして使用
PSoCシステムのハードウェア／ソフトウェアの並行設計が可能
システム設計を
完成できる
100種類以上の
ユーザモジュール
ユーザモジュール
PSoC DesignerにはVirtual Chip (無償で提供) が用意 (アイコン表示)
複数のICとシステムインターフェース回路をワンチップのPSoCに統合
PSoC Designerでアイコンをドラッグ＆ドロップしながらシステム設計
メインシステムバス経由でMCUに接続
ユーザモジュール設定ツール
PSoC Designer上の簡単なGUI
ユーザモジュールに組み込み済み
ユーザモジュールのパラメータをカスタマイズ可能
ユーザモジュールを右クリックするだけで起動
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専門用語:プレゼンテーションで使用するすべての専門用語を、技術者が理解しやすいように明確に定義すること。
サイプレスのシステムソリューションを説明するのに必要な当社独自の専門用語を明確かつ詳細に定義すること。
電源管理用の
電圧シーケンサ
ユーザモジュール
5
エンジニアが設計時に直面する課題
シャーシベースルータ
1. 電源には高い精度が必要
電圧電流の精度を監視することはシステムの信頼性確保に不可欠
最適な電圧範囲を維持するために、トリミングによる電圧調整が必要
2. 増え続ける電源数
基板1枚あたり20系統以上の電源管理が必要
基板1枚あたり10個もの電源管理ICが必要
IC増加 = PoF (破損点) 増加
3. ボードごとに複雑なカスタマイズが必要
電源の数のバリエーションが多い
電圧シーケンス制御や電源監視、トリミングなどは異なるパラメータを使用
障害検出と障害ロギングも異なるしきい値を使用
複数のICベンダからICを調達する必要があり開発が複雑化、長期化
各シャーシごとに100系統以上の電源
PSoCならこれらの課題を解決
PSoCが電圧電流を監視し、リアルタイムでトリミングを実行して電源の精度を確保
PSoCワンチップソリューションは1個で20系統の電源に対応 (他社電源管理ICの2倍)、PoFを低減
PSoCのユーザモジュール設定ツールは、イベントベースのシーケンス制御による電源のカスタム設定が可能
PSoCはカスタム設定可能でフェイルセーフに対応した電源管理のワンチップソリューション
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これまでの手法と課題: これまでの手法を提示し、技術者がその方法を使った場合に直面する課題を説明することで、マーケット状況を理解してもらう。
サイプレスが提供するソリューションの利点を明確に示すキャッチフレーズを最後に記載すること。
6
PSoCによるワンチップソリューション
電圧シーケンサ
設定ツール
VoltageSequencer
DBC
電圧シーケンサ
ユーザモジュール
PSoC
Development Kit
TIMER
Power
Supervision Kit
IBM社のブレードサーバ
DBC
VoltageSequencer
TIMER
PSoC Designerのユーザ
モジュールにより、標準的
な電源管理ICを統合した
システム設計が可能…
ユーザモジュール設定ツールに
パラメータを入力するだけで
短時間でカスタマイズ可能…
PSoC電源管理開発キットを
使って試作と検証が可能…
カスタム設定可能で
フェイルセーフに対応した
電源管理のワンチップ
ソリューションを実現
PSoC1による
電源管理システムの設計例
はじめにご用意ください
PSoC Development Kit (CY8CKIT-001) ($249) と
Power Supervision Kit (CY8CKIT-035) ($129) を購入して
PSoC DesignerソフトウェアとPower Supervision Kitを
ご使用のPCにインストールしてください。
PSoC 1 Power Supervision Example Project (CY8CKIT-015) を
ダウンロードしてください。
設計の詳細なガイドラインについては、
PSoC 1 Integrated Power Manager App Noteをご覧ください。
100種類以上のユーザモジュールを使ったカスタム設計が可能です。
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ファンコントローラ用の
機能を追加
サイプレスのソリューション: CY製品を紹介し、前のスライドで強調した課題をCY製品がどのように解決するか説得力のある説明をすること。
設計を開始するにあたって必要な事項について簡単でわかりやすいリストを用意すること。
7
PSoC Designer IDEによるプロジェクト例
PSoC Designer IDEによる電源管理プロジェクト例
1. ライブラリにある100種類以上の
ユーザモジュールが利用可能
2. メインの設計画面上でユーザ
モジュールをドラッグ＆ドロップする
ことで、ハードウェア設計が実現
3. ユーザモジュールはすべて
設定ツールを使って設定
4. ユーザモジュールを右クリックして
ユーザモジュールデータシートを
参照可能
5. PSoC Designer IDEのCコンパイラ
を使ってファームウェアの設計が
可能
6. 設計ガイドラインの詳細は、
『Integrated Power Manager
Using PSoC 1』アプリケーション
ノート (AN78646) を参照
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サイプレスのソリューション:前のスライドで強調した課題解決のため、CY Creatorの特長を紹介する。
設計を開始するにあたって必要な事項について簡単でわかりやすいリストを用意すること。
8
5系統の電源を持つプロジェクト例
電源管理のプロジェクト例
CY8CKIT-015 Kitに含まれる、5系統の
電源を持つPSoC 1電源管理プロジェク
ト例
1
1. 1系統の主電源と4系統の副電源に
対応する、イベントベースの電圧
シーケンス制御
2
4
3
2. A/Dコンバータにより5系統すべての
電源の電圧電流を監視
3. リアルタイムトリミングを4系統の
副電源で実施
4. 電源電圧が最適範囲から逸脱した
際の障害検出
5
5. I2Cによるホストインターフェース
デモビデオ www.cypress.com/go/video-PSoC1PowerSupervision
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サイプレスのソリューション:CY製品の詳細を説明し、前のスライドで強調した課題をCY製品がどのように解決するか説得力のある説明をすること。
設計を開始するにあたって必要な事項について簡単でわかりやすいリストを用意すること。
9
PSoC電圧シーケンサユーザモジュール
イベントベース電圧シーケンサのカスタム設計を短期間で実現
PSoC Designerで電圧シーケンサユーザモジュールをドラッグ＆ドロップして配置
ユーザモジュール設定ツール上で右クリックするだけで電圧シーケンス制御パラメータを設定
シーケンス制御を行う電源系統数 (20個以下) と各電源電圧の公称値を定義
各電源の立ち上がり／立ち下がり遅延時間を200 µs単位で入力
電源投入完了や電源切断完了、電源投入障害、電源障害などのイベントに対応する割り込み処理
電圧波形のグラフィック表示機能により、カスタム設計したイベントベース電圧シーケンサの動作を可視化
電圧シーケンサユーザモジュール設定ツール
電圧シーケンサユーザモジュール
DBC
適切なシーケンスと遅延時間
で電源を立ち上げ／立ち下げ
VoltageSequencer
TIMER
電圧シーケンサユーザ
モジュール設定ツールを使って
20系統までの電源に対応可能
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Tech lead: PRKU
サイプレスのソリューション:CY製品の詳細を説明し、前のスライドで強調した課題をCY製品がどのように解決するか説得力のある説明をすること。
設計を開始するにあたって必要な事項について簡単でわかりやすいリストを用意すること。
10
プロトタイプを設計
PSoC Power Supervision Kit (CY8CKIT-035) を使用
PSoC Development Kit (CY8CKIT-001) に接続
キット内蔵の5系統の電源 (1系統の主電源と4系統の副電源) が使用可能
または、オンボードコネクタを使って、既存の電源を接続
PSoC 1 Power Supervision Example Project (CY8CKIT-035) を開く
ユーザモジュール設定ツールを使って電源管理パラメータを設定
PSoC Development Kit
CY8CKIT-001
Power Supervision
Kit CY8CKIT-035
デモビデオ www.cypress.com/go/video-PSoC1PowerSupervision
Power Supervision Kit (CY8CKIT-035)
V1 = 5V電源
I2C 5ピンコネクタ
電源ジャック
12V入力
V2 = 3.3V電源
V3 = 2.5V電源
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**
Tech lead: PRKU
V4 = 1.8V電源
サイプレスのソリューション:CY製品の詳細を説明し、前のスライドで強調した課題をCY製品がどのように解決するか説得力のある説明をすること。
設計を開始するにあたって必要な事項について簡単でわかりやすいリストを用意すること。
11
PSoC電源管理ソリューション例 – サーバ
ブロック図
PSoCの価値
設計上の課題
低コストなシステムソリューション
柔軟な電源監視と電圧シーケンス制御
信頼性の高い電源管理
PSoC 1による
ワンチップソリューション
ホスト
PSoCソリューション
BOMコストを20%削減
パワーグッド信号を検出しレギュレータを起動
電源監視と電圧シーケンス制御を実装
EEPROMによる障害ロギングでトラブルシューティングが容易
2
3 POLイネーブル
電圧
シーケンサ
‘Power Good
3
M8
MCU
I2 C
POL／
レギュレータ
8
EEPROM
(Emulated)
SRAM
ご参考資料等
Flash
電源モニタ
3
電圧
電源管理
ユーザモジュール
アプリケーションノート: Integrated Power Manager (AN78646)
開発キット: PSoC Development Kit (CY8CKIT-001)
PSoC Power Supervision Kit (CY8CKIT-035)
PSoC 1 Example Project (CY8CKIT-015)
デモビデオ: PSoC 1 Power Supervision Solution
IBM社のブレードサーバ
3系統の電源のシーケンス制御と
監視を実施
PSoC Designerユーザモジュール
電圧シーケンサ (電圧の立ち上げ／立ち下げ)
A/Dコンバータ (電圧電流を連続監視)
PWM (タイミング発生)
コンパレータ (電圧リミットとの常時比較)
EEPROM (故障ロギング用不揮発性メモリ)
I2C (通信用インターフェース)
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**
Tech lead: PRKU
ソリューションの例: 適用分野におけるPSoCソリューションの実例の詳細を指定フォーマットで1ページにまとめて示すこと。
12
PSoCソリューション vs. 競合製品
特長
PSoC 1
PSoC 3 &
PSoC 5
LTC2978
ADM1066
UCD90120
電圧シーケンス
制御用の電源数
20
32
8
10
12
電源監視入力数
24
32
9
13
13
電圧精度
2.00%
0.26%
0.25%
0.40%
1.00%
トリミング出力数
12
24
8
6
10
故障／イベント
ログ用EEPROM
2KB
2KB
256B
256B
なし
破損点の数
(電源数32)
2
1
4
3
3
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Tech lead: PRKU
他社との比較: サイプレス提供のソリューションの最大の特長が明確となるよう説明し、他社ソリューションに対する優位性を証明すること。
お客様および営業担当者にとって客観的かつ信頼できる内容であること。
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設計を開始する前に
1.
デモビデオをご覧ください。
www.cypress.com/go/video-PSoC1PowerSupervision
2.
電源管理アプリケーションノートをダウンロードしてください。
www.cypress.com/go/AN78646
3.
Power Supervision Kit (CY8CKIT-035) ($129) を
購入してください。
www.cypress.com/go/CY8CKIT-035
IBM社のストレージアレイ
Fiberhome Hongxin社の基地局設備
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Tech lead: PRKU
すぐに導入していただくために: 今すぐ設計に着手するには、何をすればよいかを伝える。
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参考資料およびURL
デモビデオ: www.cypress.com/go/video-PSoC1PowerSupervision
CY8CKIT-035 PSoC Power Supervision Kitを使ったPSoC 1電源管理ソリューションをご紹介します。
PSoC Development Kit: www.cypress.com/go/CY8CKIT-001
PSoC 1、PSoC 3、PSoC 5の各アーキテクチャに共通の開発プラットフォームを提供します。
PSoC Power Supervision Expansion Board Kit: www.cypress.com/go/CY8CKIT-035
PSoC Development Kitに接続して電源管理システムの試作が可能です。
PSoC 1 Power Supervision Kit: www.cypress.com/go/CY8CKIT-015
PSoC 1電源管理プロジェクト例が含まれています。
電源管理アプリケーションのページ: www.cypress.com/go/PowerSupervision
電源管理に関するサイプレスの参考資料へのリンク集です。
PSoC 1電源管理のためのAN78646アプリケーションノート: www.cypress.com/go/AN78646
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参考資料およびURLお客様がソリューションについて学習し採用するために役立つ資料に関する包括的な情報を提供すること。
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