如何为 FPGA 供电寻找最佳解决方案.doc
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1、如何为 FPGA 供电寻找最佳解决方案为 FPGA 应用设计优秀电源管理解决方案不是一项简单的任务,相关的技术讨论有很多很多。今天小编要为大家分享的内容FPGA 的电源管理主要有两个目的找到正确解决方案并选择最合适的电源管理产品如何优化实际解决方案使其用于 FPGA找到合适的电源解决方案寻找为 FPGA 供电的最佳解决方案并不简单。许多供应商以适合为 FPGA 供电的名义推销某些产品。为 FPGA 供电的 DC-DC 转换器选择有何特定要求?其实并不多。一般而言,所有电源转换器都可用来为 FPGA 供电。推荐某些产品通常是基于以下事实:许多FPGA应用需要多个电压轨,例如用于 FPGA 内核和
2、 I/O,还可能需要额外的电 压轨来用于 DDR 存储器。将多个DC-DC 转换器全部集成到单个稳压器芯片中的 PMIC(电源管理集成电路)常常是首选。一种为特定 FPGA 寻找优秀供电解决方案的流行方法是使用许多 FPGA 供应商都提供的已有电源管理参考设计。这对于优化设计来说是一个很好的入门方式。但此类设计往往需要修改,因为FPGA 系统通常需要额外的电压轨和负载,这些也需要供电;在参考设计上增加一些东西常常也是必要的;FPGA 的输入电源不是固定的,输入电压在很大程度上取决于实际的逻辑电平以及 FPGA 所实现的设计。完成对电源管理参考设计的修改之后,它看起来将与最初的参考设计不同。可能
3、有人会辩称,最好的解决方案是根本不用电源管理参考设计,而是直接将所需的电压轨和电流输入到电源管理选型与优化工具中,例如 ADI 公司的 LTpowerCAD 等。图1. 通过 LTpowerCAD 工具选择合适的 DC-DC 转换器来为 FPGA 供电。LTpowerCAD 可用来为各个电压轨提供电源解决方案。它还提供一系列参考设计,以让设计人员快速入门。LTpowerCAD 可以从 ADI 公司网站免费下载。下载链接:http:/analog/cn/design-center/ltpowercadl如何优化实际解决方 案以用于FPGA一旦选择了电源架构和各个电压转换器,就需要选择合适的无源元
4、件来设计电源。做这件事时,需要牢记FPGA 的特殊负载要求各项电流需求 电压轨时序控制电压轨单调上升快速电源瞬变电压精度FPGA输入电容各项电流需求FPGA 的实际电流消耗在很大程度上取决于使用情况。不同的时钟和不同的FPGA 内容需要不同的功率。因此,在 FPGA 系统的设计过程中,典型 FPGA 设计的最终电源规格必然会发生变化。FPGA 制造商提供的功率估算工具有助于计算解决方案所需的功率等级。在构建实际硬件之前,获得这些信息会非常有用。但是,为了利用此类功率估算工具获得有意义的结果,FPGA 的设计必须最终确定,或者至少接近最终完成。通常情况下,工程师设计电源时考虑的是最大 FPGA
5、电流。如果最终发现实际 FPGA 设计需要的功率更少,设计人员就会缩减电源。电压轨时序控制许多 FPGA 要求不同电源电压轨以特定顺序上电。内核电压的供应往往需要早于 I/O 电压的供应,否则一些 FPGA 会被损坏。为了避免这种情况,电源需要按正确的顺序上电。使用标准 DC-DC 转换器上的使能引脚,可以轻松实现简单的上电时序控制。然而,器件关断通常也需要时序控制。仅执行使能引脚时序控制,很难取得良好的结果。更好的解决办法是使用具有高级集成时序控制功能的 PMIC,例如 ADP5014。图2中用红色表示的特殊电路模块支持调整上电和关断时序。图2. ADP5014 PMIC 集成了对灵活控制上
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