COM Express电源管理和上电时序.doc

COM-E模块的电源管理和上电顺序解析一、AT模式和ATX模式区别AT电源模式，只向COM-Express模块提供一个12V电压。如果想要模拟ATX模式，就需要额外的DC/DC或LDO来提供5V和3.3V。AT模式下是没有Standby电源的。图1 AT电源ATX电源，能够提供12V，-12V，5V，3.3V，5VSB等。ATX电源能够向COM-Express模块提供5VSB电源。如果载板上还需要其他电源，如3.3V或5V，可通过额外的DC/DC或LDO实现。图2 ATX电源主要区别：ATX电源在当代电脑中常用。 ATX电源有两套电源轨：一组用于正常运行（12V，5V，3.3V和-12V）和一个单独的5V挂起轨。只要ATX电源都有交流输入电源时，就会出现5V挂起轨。 只有当来自主板的PS_ON#信号被（主板）拉低时，其他电源才能开启，允许软件对电源进行控制。PC主板可以实现多种用于控制AC电源的结构，包括按下按钮开关切换低压逻辑信号，而不是关闭主交流电源。 同时可以诸如按压键盘、活动鼠标等开启主电源的功能。AT电源不支持挂机，也不允许软件控制供电。当电源连接到AC主电源并且电源开关为打开状态，AT电源直接上电。AT电源在商用电脑上已经绝迹了。二、ATX电源启动方式2.1 带Super I/O的ATX电源如果载板上有super IO，PS-ON可由合适的BIOS通过SUPER IO控制。当设计为高有效的电源键被按下时，Super I/O会输出一个低电平PWRBTN#信号给COM-E模块，然后模块上的芯片通过SLP_S3#输出高电平，通知Super I/O在PS_ON#输出低电平，使能ATX开启主电源。2.2不带Super I/O的ATX电源 如果载板上没有Super IO输出PS_ON#信号开启ATX电源开关，那么COM-E模块的SLP_S3#或SLP_S5可以通过一个switch来控制PS_ON#。图3 没有Super I/O的ATX电路三、COM-Express模块的电源状态表1 电源状态状态描述注释G3机械关闭机械开关将交流电源断开。系统功耗接近于0，唯一的耗电单元是电池供电的RTC电路。S5软关闭除了5V SBY供电的子系统外，其余部分都关闭。此时，没有系统上下文保留，5V SBY的功耗取决于不同的系统，一般是几十mA到几百mA。S4挂机到磁盘除了5V SBY供电的子系统外，其余部分都关闭。系统上下文保留在硬盘上（硬盘是断电的）。5V SBY的功耗在几十mA到几百mA之间。S3挂起到内存除了包含RAM的子系统外，其余部分关闭。挂起电源由5V挂起轨提供。系统上下文保留在内存中。5V SBY的功耗在几百mA到2A之间。S1睡眠状态硬件管理保留所有上下文。S1状态中，部分元器件进入低功耗状态。S0开机系统处于正常开机状态。表2 电源状态行为状态SUS_S5#SUS_S4#SUS_S3#G3NANANAS5LLLS4HLLS3HHLS0HHH表3 电源管理信号描述信号引脚描述IO备注PWRBTN#B12电源按键低电平有效信号，用于将系统从S5（软关机）状态唤醒。下降沿触发。输入，3.3V COMS驱动电流10mASYS_RESET#B49复位信号输入。外部电路（如复位按钮）可能将该信号驱动为低电平，以将系统模块置于硬件复位状态。输入，3.3V COMS驱动电流10mACB_RESET#B50复位信号输出。从COM-E模块到载板。该信号能被驱动为低电平，从而复位载板上的外部器件。输出，3.3V CMOSPWR_OKB24ATX电源产生的Power OK信号，用于通知COM-E模块DC工作电压在正确操作所需的范围内。输入，3.3V COMSSUS_STAT#B18挂起状态信号，用于指示系统马上进入低功耗状态。该信号可用于指示载板外设，进入掉电状态。输出，3.3V CMOSSUS_S3#A15S3睡眠控制信号表示系统驻留在S3状态（挂起到RAM）输出，3.3V CMOS该信号可用于通过“PS_ON”信号控制ATX电源。SUS_S4#A18S3睡眠控制信号表示系统驻留在S4状态（挂起到硬盘）输出，3.3V CMOSSUS_S5#A24指示系统驻留在软关闭状态。输出，3.3V CMOSWAKE0#B66PCI-E唤醒时间信号；输入，3.3V COMSWAKE1#B67通用唤醒信号。输入，3.3V COMSBATLOW#A27电池电压低输入信号。电池电压低时，外部电路将该信号驱动为低。输入，3.3V COMS四、AT电源工作在ATX模式AT电源只提供12V，而不提供5V SBY。如果使用AT电源工作在ATX模式，有一种方法来控制ATX电源管理。 ATX模式需要5V SBY，可以使用AT电源的12V转换输出。COM-Express模块上的芯片组需要5VSBY才能启用电源开/关和ACPI功能的控制机制。5VSBY应由载板电路从AT电源的12V产生。ATX工作模式下，当COM-Express处于S0 / S1状态时，可以通过使用电源开关在打开AT电源12V输入，并在S3 / S4 / S5状态中关闭AT电源输入电源。通过COM-Express模块输出的SLP_S3#控制PMOS，从而控制AT电源的12V是否输入到COM-Express。对于ATX电源，按下电源键能够开启或关闭由SLP_S3#控制的系统电源。在S3模式，COM-Express是一直由载板提供的，但是在AT电源的12V应该在载板上关闭，不再向COM-Express模块提供。该部分的电路原理图如下所示。图4 AT电源工作在ATX模式五、ATX上电时序分析图5 电源按键控制下的ATX启动时序（注：CEX表示COM-E模块）说明：1. VCC_5V_SBY是一直存在的；2. 按下PWR_BTN#，向COM-E输入一个下降沿信号；3. COM-E被唤醒，COM-E模块的SUS_S3#引脚，输出从低电平变为高电平；ATX模式下，该信号通常用于触发ATX电源的PS_ON#信号；4. PS_ON#信号是ATX电源上的一个输入信号，低电平有效。用于控制ATX电源上12V、5V、3.3V、-12V等的输出。5. PS_ON#有效后，ATX电源所有电源使能，包括12V、5V、3.3V。6. PWR_OK，ATX所有输出电源达到固定电压之后，ATX电源的PWR_OK引脚输出高电平，连接到COM-E模块的B24脚，告知COM-E模块，所有电源已经OK啦，你可以进行下一步动作啦。7. COM-E模块接收PWR_OK信号以后，使能模块上内部