
РАЗДЕЛ 7: Датчики температуры
©АВТЭКС Санкт-Петербург (812) 567-7202, http://www.autexspb.da.ru, E-mail: autex@newmail.ru
Автор перевода: Горшков Б.Л.
7-31
Температурный мониторинг микропроцессоров
Современные компьютеры требуют, чтобы в равной степени, как аппаратура, так и
программы работали должным образом, несмотря на многочисленные мешающие
факторы, которые могут вызвать разрушение системы или ее зацикливание. Цель
аппаратного мониторинга состоит в том, чтобы следить за критическими параметрами
компьютерной системы и предпринимать адекватное корректирующее воздействие, при
появлении проблем.
Источник питания микропроцессора и температура являются двумя критическими
параметрами. Если напряжение источника питания падает ниже специфицированного
минимального уровня, то работа микропроцессора должна быть остановлена до тех пор,
пока напряжение не вернется к своему допустимому уровню. В некоторых случаях
желательно выполнить сброс микропроцессора при понижении напряжения питания.
Является общепринятой практикой сбрасывать микропроцессор при подаче, либо снятии
питания. Если величина питающего напряжения низка, может потребоваться
переключение системы на резервную батарею. При пониженных напряжениях существует
обязательное требование запретить микропроцессору выполнять запись во внешнюю
КМОП-память путем подачи сигнала «запрета» на вход разрешения выбора внешней
памяти (CE).
Многие микропроцессоры можно запрограммировать на периодическую генерацию
сигнала «сторожевого таймера». Мониторинг этого сигнала даст указание на то, что
процессор и его программное обеспечение работают должным образом или напротив, что
процессор попал в петлю бесконечного цикла.
Необходимость аппаратного мониторинга привела к появлению ИС, традиционно
называемых «супервизорными устройствами (для микропроцессоров)», которые
выполняют некоторые или все перечисленные выше функции. Спектр этих устройств
весьма широк от простых генераторов с ручным сбросом (с устранением дребезга) до
законченных подсистем мониторинга на основе микроконтроллеров со встроенными
датчиками температуры и АЦП. Семейство изделий Analog Devices (ADM) специально
предназначено для выполнения различных функции по контролю работы
микропроцессоров, требуемого различными системами.
Температура центрального процессора особенно нужна для микропроцессоров
серии Pentium II. По этой причине, все последние устройства Pentium II имеют
встроенный в подложку PNP-транзистор, который предназначается для мониторирования
действительной температуры кристалла. Коллектор встроенного PNP-транзистора
соединяется с подложкой, а база и эмиттер выведены наружу отдельными ножками на
микропроцессоре.
ИС ADM1021 - монитор температуры микропроцессора предназначен специально
для обработки сигналов с этих выходов и преобразует напряжение в цифровой код,
представляющий собой температуру кристалла. Упрощенно часть схемы AD1021
показана на Рис.7.40.
Методы, использованные для измерения температуры, идентичны рассмотренному
выше принципу измерения «∆
V
BE
». Два разных тока (
I
и
N*I
) прикладываются к
измерительному транзистору, и измеряется напряжение для каждого из них. Для
ADM1021 номинальные величины составляют:
I
= 6 мкА, (
N
= 17),
NI
= 102 мкА. Разность
измеренных напряжений база-эмиттер, «∆
V
BE
» является напряжением ПАТ и дается
выражением:
()
N
q
kT
V
BE
ln⋅=∆