乙太网路供电（Power over Ethernet，PoE）发展至今已超过20年，PoE的供电设备PSE（Power Sourcing Equipment）最广的应用就是乙太网交换机。市面上乙太网交换机常见的是4的倍数（4/8/12/24/48）RJ45埠支援PoE供电输出。而目前Microchip与市面上其他半导体方案厂商所提供的供电设备IC方案，单颗PSE manager IC都只做到最多控制8 个RJ45埠 PoE，这里的8 个RJ45埠是指2-pair 的供电架构。

如图（1）所示，2-pair的供电架构是只利用红线部分供电，或者只利用蓝线部分供电，4-pair 的供电架构则是利用红线+蓝线都供电。

Microchip 第7代供电设备PSE Manager IC方案料号是：PD77728，它可以设计成支援8 个 RJ45埠2-pair的供电架构，或者设计成支援4 个 RJ45埠4-pair的供电架构。搭配PD77728的MCU又称为PoE Controller，料号是：PD77020。

以图（2）所示举例， 如果一台48个RJ45埠乙太网交换机，其中12个RJ45埠要支援4-pair的供电架构，那设计上就需要3颗PD77728加上１颗PD77020。

回到主题，为何设计乙太网路供电需要MCU？原因是PSE Manager IC 基於成本考量，IC设计不可能把一颗高规格的MCU集成进去，让每一颗PSE manager IC都有能力做为Host 去跟所有Slave PSE Manager IC 即时沟通与收集供电状况资料，然後做运算。

因此，一个PoE供电设备系统是需要多颗PSE manager 组成时，必须要有1颗外部独立的MCU做为Host ，与所有Slave PSE Manager IC进行沟通与控制。MCU 的主要功能如下：

●系统电源管理与RJ45埠供电优先权设定

能提供大功率输出的电源供应器，其成本往往很高。 一台乙太网交换机会搭配的电源供应器通常不足以支援全部PoE RJ45埠满载输出，所以系统电源管理的作用就是在收集全部PoE RJ45埠供电功率， 然後做即时加总运算。当加总功率超过电源供应器预算时， MCU就会立即把供电优先权最低的RJ45埠断电。所以供电优先权的定义是：加总功率超过电源供应器预算时，RJ45埠断电的优先顺序。

●RJ45埠Mapping 设定（或称Port Matrix）

硬体工程师在进行实际电路板布线设计时，有可能遭遇PSE Manager IC 本身控制RJ45埠顺序Pinout 无法顺着机器本身定义的Front埠顺序去布线走trace。 举例来说，PD77728 规格书定义的第1埠控制Pinout，连接到机器定义的Front埠顺序却是第８埠，这时就需要有埠Mapping的功能，这样软体在运算与做出相对反应时才不会搞混哪一埠是哪一埠。

●支援LED stream

如图（3）所示RJ45埠常常会设计LED 来显示现在PoE有无供电, 或闪烁来表示有异常状况。如果PSE Manager IC设计时多出８根Pins用来驱动８颗LEDs，可能选用的IC封装尺寸就要变大，意味成本变高。把驱动LEDs的部分移到MCU做成Data Stream 的方式，可以节省IC成本，又可以一次支援到驱动48埠LEDs， 甚至可以驱动双色LEDs。如图（4）所示 MCU PD77020透过4根pins 就可送出Clock/Data/Enable/Chip select 讯号，再利用移位寄存器IC就可以解码Data来驱动最多48埠LEDs。

●提供详尽的状态

透过MCU，把详尽的整个PoE 系统即时状态、 每一颗PSE Manager IC即时状态，以及每一单一埠的即时状态 都建立在MCU韧体里。Host 软体可以透过指令读取想知道的状态， 软体进而可以做相对应处置、判断，或者显示。

举例这些状态如：单一埠透过2-pair或4-pair供电、单一埠侦测到没有连接任何PD、单一埠侦测到连接到非IEEE标准PD、单一埠被断电因为系统加总功率瓦特数超过电源供应器预算，单一埠被断电因为单一埠超过额定功率，等等。

●可更新韧体

如果不幸发现销售出去的机器有 PoE 功能方面软体错误或者必须增加特定功能时，大量召回机器是一笔大成本， MCU 可以透过Host 软体更新MCU韧体。

Microchip PoE Controller能支援的功能众多，在此无法详尽列出，可叁阅Microchip网站规格书（https://www.microchip.com/en-us/products/power-over-ethernet）。

本文作者为：Microchip应用工程师经理 吴毖翰