Забележка за приложение в електрониката 5447 Изберете подходящото захранване за вашия FPGA
29 октомври 2012 г.
Забележка за приложение 5447 Изберете подходящото захранване за вашата FPGA
За:
Вирусна Вайдя, бизнес мениджър
10 октомври 2012 г.
Резюме: Има много неща, които трябва да се вземат предвид при проектирането на захранване за полеви програмируем масив на порта (FPGA). Те включват (но не се ограничават до) броя на релсите с високо напрежение и различните изисквания за ограничаване на последователността/проследяването и пулсациите. Тази бележка за приложението обяснява тези и други съображения за захранването, върху които инженерът трябва да помисли, когато проектира захранване за FPGA.
Подобна версия на тази статия се появи в изданието от 1 август 2012 г. на Електронен спецификатор списание.
Въведение
Програмируемите на място (FPGAs gate array) и сложните програмируеми логически устройства (CPLD) изискват от 3 до 15 или дори повече релси за напрежение. Логическото платно обикновено е в най-новия технологичен процес, който определя напрежението на захранването на сърцевината. Конфигурация, почистване на вериги, различни I/O, сериализатор/десериализатор (SerDes) приемо-предаватели, тактови мениджъри и други функции имат различни изисквания за релси на напрежение, последователност/проследяване и граници на пулсации. Инженерът трябва да вземе предвид всички тези проблеми, когато проектира захранване за FPGA.
Изисквания за захранване Започнете с релсите за напрежение
Тъй като програмируемите логически устройства (PLD) и FPGAs поемат ролята на система на чип (SoC) на вашата платка, захранването на тези устройства е сравнима с захранването на цялостна система. FPGA от висок клас като серията Xilinx Virtex ® ® M и серията Altera Stratix ® ® лесно имат 10 до 15 специални ленти. FPGA с по-ниска плътност, като Xilinx ®, серията Kintex и Spartan ® или серията Altera ® Arria и Cyclone ®, могат да имат 2 до 10 ленти, в зависимост от приложението.
Тъй като FPGAs се различават значително, много е важно да изберете правилното захранване за всяко приложение. Трябва да дефинирате набора от регулатори на мощността за общото ниво на мощността на всяка лента, изискванията за последователност на лентите и нуждите на системата за управление на захранването.Освен това, тъй като възлите на технологичните процеси стават все по-малки в FPGA, толерансите са необходими в ръководствата за захранване с напрежение. Ето защо регулаторите с 1% точност на регулиране на линията/натоварването (PVT) и вариациите на напрежението и температурата на процеса са толкова критични. ( Фигура 1 ).
Разберете системата
На системно ниво съображенията за проектиране оказват влияние върху избора на архитектура на захранването. Системите за запалване FPGA проекти за прости приложения използват регулатори Single и MultiRail, които вземат 5V/12V вход и захранване за всички FPGA релси и имат вградено секвениране и минимални външни компоненти. Лесната употреба е от решаващо значение за тези приложения и високата интеграция в контролера ще осигури тази лекота на използване. Характеристиките, които опростяват тези мощни MOSFET проекти, включват вътрешни елементи, вътрешно отместване, цифрова програмируемост и дори вътрешни индуктори.