电源管理,历来是电子产品设计与维护的主要环节之一。在过去,用户想了解电源的情况,只能通过设备上有限的工作指示;随着计算机技术的发展,电源系统(如UPS)开始通过RS-232与计算机通信,使用户对电源的控制大为方便;但RS-232也并非是完美的,总线结构的发展带来了IEEE1394(高速串行总线)和USB。电源设备最终选择了适合中低速外设的USB标准。这并不是在赶时髦,在其背后有着深厚的需求背景。
遵循USB标准设计和管理电源设备,充分实现USB设备的即插即用,低功耗和使用维护方便等优点,是电源设备发展趋势之一。
一. USB通用串行总线与HID人机接口设备
USB(Universal Serial Bus)是以Intel为主,并有Compaq,Microsoft,IBM,DEC,Northern Telecom以及日本NEC等共七家公司共同制定的串行接口标准,1994年11月制定了第一个草案,1996年2月公布了USB规格版本1.0。USB可把多达127个外设联到你的系统上,其12Mbps的带宽对如键盘,鼠标等低中速外设是完全足够的。该技术使你能把设备随时插上或拔下你的系统,最终还将不再需要在你的PC机后面设多个并行和串行口。
USB将设备分为不同的类型,每个设备类型都定义了类似功能设备的共同行为和协议。HID(Human Interface Device)人机接口设备主要指用于人控制计算机系统操作的器件,而电源设备(Power Device)则被定位为HID的子系统之一。对设备进行分类是为了抹除不同硬件厂商之间的差异,以便于主机(PC)对设备进行方便、统一的管理。相同类型的设备都由一组标准定义的功能模块组成。这样主机与USB设备之间的通信就可以通过一些标准格式的数据包来完成。
二.HID电源设备
设备的电源管理,通常是通过在内部用硬件集成控制部件,以完成对电池或是内部电源器件的管理。同样的对于外供电设备,(比如用UPS供电的设备),也有专门的控制部件用以完成各种控制功能,。不管是哪种情况,都可以通过USB协议完成主机与控制部件之间的状态和控制信息的通信,使主机实现对设备电源的绝对控制。
从主机角度来看,由于USB电源设备协议是在USB人机接口设备的框架中设计的,所以主机上的HID类驱动程序是电源设备实现的根基。借助HID类驱动,设备驱动程序可以在友好得多的平台上直接访问设备,而无需过多考虑类驱动与系统低层软件之间的交互。
总之,USB通过一系列的标准定义,使用户可以通过主机直接触摸到设备的电源管理,大大增强和方便了电源的管理功能。
三.电源设备的对象定义
每个电源设备都由一组模块(如电池系统、电源转换器)组成,而每个模块又可细分为一个或多个子模块。子模块可以存在于模块内部(如电池、充电器),也可以是模块间的接口。所有的模块、子模块以及接口都被定义为对象,有着明确的物理描述:
Battery(电池)
Charger(充电器)
Input and Output(输入/输出)
Battery System(电池系统--电池,充电器和输入/输出的集合)
Power Supply or Power Converter(电源供应或电源转换器--特定电压、频率的转换、输出)
Outlet and Outlet System(电源出路及电源出路系统--能由PC机进行远程开关控制的电源输出)
Gang(群--具有相同特性和功能的对象的集合)
Flow(流--电源线电气特性的摘要描述)
Power Summary(电源报告),供电源设备向主机或其它设备提供自身的工作、状态消息,完成电源自身的信息收集和对外通信.