MAX16046–MAX16049 EEPROM可編程系統管理器的在線編程

摘要：MAX16046–MAX16049系統管理器可以在焊接到應用電路板后進行編程。這意味著只需儲存未編程器件，而最新版本的配置信息可以在生產測試過程中寫入器件。通過幾項簡單的測試可確保應用電路通過共享I2C或JTAG總線進行硬件編程，并且在編程過程中為器件供電。本文提供了I2C總線和JTAG總線的編程算法。

MAX16046–MAX16049 EEPROM可編程系統管理器是電源排序器、監測器和裕量調節器，可控制多達12路電源。電源由三個數字比較器監測，由可編程DAC輸出調節裕量，并且由可編程狀態引擎對其進行排序。

系統管理器包括兼容于SMBus?的I2C接口和一個JTAG接口，這兩個接口均可訪問器件的所有寄存器，編程內部配置EEPROM。MAX16046–MAX16049可在線編程，僅需遵守幾條簡單規則即可。

供電

MAX16046–MAX16049的電源電壓范圍為3V至14V。典型應用中將V_CC連接至12V中等電壓總線或3.3V輔助電源。

可使用局部供電電路板對MAX16046–MAX16049進行編程。例如，可使用3.3V輔助電壓而無需任何其它電源，或者施加12V中等電壓總線。由于此時的系統管理器尚未編程，應關閉所有下游電源。也可以使用常見的雙二極管，從編程連接器供電。由于二極管會產生壓降，所以當MAX16046–MAX16049由12V總線供電時，這種方法的工作效果最佳。

如果不使用二極管邏輯“或”電路，而在電路板通電時對MAX16046–MAX16049進行編程，則必須注意排序輸出的狀態，以防止下游電源過早打開。

MAX16046–MAX16049在編程之前為高阻輸出。高電平有效的電源使能輸入應具有下拉電阻，而低電平有效的電源使能輸入應具有上拉電阻。排序輸出可設置為推挽輸出或開漏輸出。因為開漏配置需要外部上拉電阻，所以只能采用低電平有效的使能輸入。

最好不要將MAX16046–MAX16049連接到JTAG鏈路，因為鏈路中上游器件可能沒有供電，從而阻止對MAX16046–MAX16049的訪問。建議首選JTAG復用器或專用JTAG接口。

共用總線

當一個器件(而非μP)在正常工作時需要與MAX16046–MAX16049通信時，存在一個潛在問題。例如，當系統監控μP需要訪問MAX16046的ADC讀數時。當電路板斷電或只是部分供電，并且MAX16046正在編程時，連接到I2C或JTAG總線的其它器件可能產生干擾。最簡便的解決方法是通過JTAG接口編程MAX16046并監控連接到I2C接口的μP。若μP支持開漏I2C總線I/O (即沒有連接至V_CC的ESD保護二極管的引腳)，同時上拉電阻足夠大，在編程和正常工作才共用I2C總線是可行的。如果μP的I2C總線不是開漏式，ESD二極管將箝位總線并會干擾編程。

如果系統μP不具備真正的開漏I2C總線，可采用類似圖1的電路在μP和編程I2C總線之間自動切換。


圖1. MAX16046通過MAX4525復用器/開關共用其I2C總線

圖1所示MAX4525復用器在連接到系統μP的I2C和連接到編程測試點上的I2C之間進行切換。開關由系統μP的V_CC控制。如果采用12V電源供電，而不是V_CC供電，開關將I2C連接至編程測試點。一旦施加V_CC電源，開關將I2C連接至系統μP。

應用電路實例

以下示意圖中介紹了用于在線編程的三種不同應用電路。

12V中等電壓總線供電，通過I2C總線編程

圖2所示電路通過12V中等電壓總線向MAX16046供電，由模擬使能端EN監測。當12V總線電壓超過EN端電阻分壓器設置的門限時，如果器件已經編程完畢，則MAX16046嘗試排序。未經編程的MAX16046則沒有任何反應，且排序輸出保持高阻態。


圖2. MAX16046通過12V中等電壓總線供電并且通過I2C接口編程

一路電源使用高電平有效的推挽使能控制，而其它電源采用低電平有效的開漏使能控制。當未經編程的輸出處于高阻態時，適當的上拉、下拉電阻可防止電源打開。

需要特別注意的是：推挽式輸出不能上拉到V_DBP以上的電壓，開漏輸出不能上拉到6V以上的電壓。I2C連接被引至編程測試點，編程硬件必須提供適當的上拉電阻。該電路非常簡單，因為電路板上沒有其它器件需要連接到I2C總線。

3.3V輔助電源供電，通過JTAG復用器編程

如圖3所示，MAX16046通過3.3V輔助電源供電。用一個DS26900 JTAG復用器與其它器件共用JTAG連接，該DS26900 JTAG復用器也由3.3V輔助電源供電。通過3.3V供電時無需施加12V中等電壓總線即可完成編程。


圖3. MAX16046通過3.3V輔助電源供電并通過DS26900 JTAG復用器編程

12V中等總線供電，通過JTAG編程

如圖4所示，MAX16046通過連接到12V中等電壓總線的二極管邏輯“或”電路供電，可以安全供電，不會對下游電路產生影響。JTAG和電源連接被引至編程測試點。


圖4. MAX16046通過一個12V中等電壓總線供電并通過JTAG編程

編程算法

MAX16046–MAX16049具有內置EEPROM，用于儲存器件配置參數。上電后，EEPROM的內容被送入RAM寄存器。RAM和EEPROM均可通過JTAG和I2C接口訪問。若要正確編程MAX16046–MAX16049，則所需參數必須設置在EEPROM—請參見表1所示存儲器表。

表1. MAX16046存儲器表

配置文件

MAX16046評估板(EV kit)軟件提供兩種類型的配置軟件。一種是通過選擇File Save Configuration As生成的可讀XML文件，該文件可用于I2C編程。另一種是通過選擇File Save as .SVF生成的文件，該文件為連續矢量格式(SVF)，第三方JTAG工具和在線PCB測試可利用該文件進行JTAG編程。

XML文件可以在各種web瀏覽器上以彩色編碼的分層格式查看。EV軟件生成的XML文件被分成幾個片段并且包含設置選項卡信息和寄存器數據。有兩個重要部分：包含被加載到EEPROM的配置值的Config_Register部分和包含加載到用戶EEPROM的User_Register部分。

每一部分中，Register標簽指定加載到特定地址的值。該寄存器標簽的格式為：

所有值均為十進制。這些地址對應RAM寄存器和EEPROM地址。請注意，RAM寄存器0至14為DAC寄存器，而地址0至地址14的EEPROM為保存的故障數據。EEPROM編程應從地址15開始。

關于XML文件格式的詳細信息，請訪問XML Developer Center。

SVF文件格式的詳細信息請參考Serial Vector Format Specification (PDF, 85.2kB)。

I2C編程步驟

在編程MAX16046–MAX16049的EEPROM配置內存時，必須首先確定寄存器r5Dh[0]上的配置鎖定位為零。如果不是零，則在該位上寫入“1”將其清零。若要寫入EEPROM，可發送適當命令，進入EEPROM頁面，加載開始地址，然后發送一系列塊燒錄命令。關于相應I2C協議的詳細信息，請參閱MAX16046/MAX16048或者MAX16047/MAX16049的數據資料。

以下為一個典型EEPROM編程過程的邏輯代碼：

SendByte(5Dh)                 // Check lock bit
If ReadByte() & 2 == 2 Then
  WriteByte(5Dh, 02h)         // Clear lock bit if needed
SendByte(9Ah)                 // Access EEPROM page
Loop Address from 0Fh to 7Dh 
  SendByte(Address)           // Load address
  WriteBlock(Data, 10h)       // Write a block of 16 bytes
  Wait(16 * 11 milliseconds)  // Wait for programming
  SendByte(Address)
  ReadBlock(DataRead, 10h)    // Read back data block
  If DataRead != Data Then    
    RepeatCount = RepeatCount + 1
    If RepeatCount == 3 Then
      Fail
  Else
    RepeatCount = 0
    Address = Address + 10h   // Advance to next block
SendByte(9Bh)                 // Return to default page
Success

若要寫入用戶EEPROM，可采用相同步驟，僅用地址范圍9Ch至FFh代替0Fh至7Dh即可。

JTAG編程步驟

用標準的第三方JTAG工具、MAX16046 BSDL文件和EV軟件生成一個SVF數據文件，可通過JTAG編程電纜或在線PCB檢測儀對MAX16046–MAX16049進行編程。