Leistungsmanagement aus der Perspektive der Plattform
Es ist die Aufgabe des Leistungswandlers, die Ausgangsspannung unter allen statischen und dynamischen Bedingungen innerhalb der akzeptablen Toleranzschwellen zu halten. Leistungswandler sollten zudem gegen Fehler schützen können. Ursachen für Fehler könnten schadhafte Komponenten, Unfälle oder andere Umstände wie eine Überhitzung sein. Der Leistungswandler muss die Last und auch sich selbst in solchen Fehlerszenarien schützen können. Entwickler von IoT-Hardware müssen daher das Leistungsmanagement aus der Perspektive der Plattform betrachten: Wie bereits weiter oben erwähnt, kann eine gemeinsame Plattform so abgestimmt werden, dass sie das Herzstück für eine Vielzahl intelligenter Objekte wird.
Flexibilität in Anschaltsequenz und Event-Reporting
Als eine Schlüsselfunktion einer Leistungsmanagementlösung für eine intelligente Platform gilt Flexibilität in Timing und Anschaltsequenz: Die Anlaufspannung unterschiedlicher Versorgungsbereiche muss sich in Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz der Prozessors, unterschiedlicher Speicher und Peripheriebausteine einstellen lassen. Timing und Einschaltsequenz der unterschiedlichen Spannungsdomänen müssen ebenfalls einstellbar sein. So z.B. können tragbare batteriebetriebene Systeme nur einen begrenzten Anlaufstrom bereitstellen, was bedingt, dass die Ausgangsspannungen ihren Endwert langsamer und mit größerem Zeitabstand erreichen. Solche Einschränkungen würden auf ein Automotive-System natürlich nicht zutreffen. Hier gilt: je schneller die Spannung anliegt, desto besser. Üblicherweise werden Spannung, Sequenz und Flankensteilheit mit Hilfe externer Widerstände und Kondensatoren kontrolliert.
Spannungsanpassungen mit Leistungswandler
Um die Stromaufnahme zu reduzieren, kann die für einen Prozessor benötigte Spannung abgesenkt werden, wenn dieser mit geringeren Frequenzen getaktet wird. In ähnlicher Weise muss sie angehoben werden, wenn komplexere Aktivitäten anliegen und die Prozessorfrequenz erhöht werden muss. Ein Leistungswandler muss daher seine Ausgangsspannung im Handumdrehen ändern können. Eine Änderung der Spannung kann entweder über einen speziellen Anschluss oder durch Kommunikation über I2C oder SPI ausgelöst werden. Die Leistungsmanagementlösung soll auch Fehler erkennen und entsprechende Fehlermeldungen an den Prozessor geben können. Es wäre hilfreich, wenn sie den Prozessor warnen könnte, noch bevor ein Fehler auftritt. Die meisten Leistungs-ICs haben einen thermischen Überlastschutz, das heißt, sie erzwingen eine Abschaltung, wenn die Chiptemperatur über einer vorgegebenen Schwelle liegt. Anstatt einfach abzuschalten wäre es hilfreich, wenn das IC den Prozessor alarmieren könnte, bevor die Abschaltschwelle erreicht wird. Ist das IC beispielsweise für eine Abschaltschwelle bei 140°C konzipiert, könnte es dem Prozessor signalisieren, wenn die Chiptemperatur 110°C, 120°C und 130°C durchläuft, so dass der Prozessor die elektrische Last entsprechend absenken könnte und so Anwendern die Funktionsbereitschaft erhalten bleibt, wenn auch mit reduziertem Funktionsumfang.
