Elektronikai alkalmazás 5447. megjegyzés Válassza ki az FPGA-hoz megfelelő tápegységet
2012. október 29
Alkalmazási megjegyzés 5447 Válassza ki a megfelelő tápegységet az FPGA-hoz
Mellette:
Viral Vaidya, üzleti menedzser
2012. október 10
Összegzés: Sok dolgot kell figyelembe venni, amikor tápegységet tervezünk egy terepi programozható kaputömbhöz (FPGA). Ide tartoznak (de nem kizárólagosan) a nagyfeszültségű sínek száma, valamint a szekvencia/nyomkövetés és a hullámosság feszültséghatárainak különböző követelményei. Ez az alkalmazási megjegyzés elmagyarázza ezeket és más tápellátási szempontokat, amelyekre a mérnöknek gondolnia kell, amikor egy tápegységet tervez egy FPGA számára.
A cikk hasonló változata a. Augusztus 1 - i számában jelent meg Elektronikus specifikátor magazin.
Bevezetés
A terepi programozható (FPGAs kaputömbök) és a komplex programozható logikai eszközök (CPLD) 3-15 vagy még több feszültségsínt igényelnek. A logikai ruha általában a legújabb technológiai folyamat csomópontjában található, amely meghatározza a mag tápfeszültségét. A konfigurációnak, az áramkör tisztításának, a különféle I/O, a sorosító/deserializáló (SerDes) adó-vevőknek, az órajelkezelőknek és más funkcióknak különböző követelményei vannak a feszültségsínekre, a szekvenálásra/követésre és a hullámzás feszültséghatáraira. A mérnöknek ezeket a kérdéseket figyelembe kell vennie az FPGA tápegységének megtervezésekor.
Teljesítményigények Kezdje a feszültségsínekkel
Mivel a programozható logikai eszközök (PLD-k) és az FPGA-k átveszik a rendszer szerepét az alaplapján lévő chipen (SoC), ezeknek az eszközöknek az áramellátása összehasonlítható egy teljes rendszer áramellátásával. Az olyan csúcskategóriás FPGA-k, mint a Xilinx Virtex ® M sorozat és az Altera Stratix ® ® sorozat, könnyen 10-15 dedikált sávval rendelkeznek. Az alacsonyabb sűrűségű FPGA-k, például a Xilinx®, a Kintex és a Spartan® vagy az Altera® Arria és Cyclone® sorozat, az alkalmazástól függően 2–10 sávosak lehetnek.
Mivel az FPGA-k nagymértékben változnak, nagyon fontos, hogy az egyes alkalmazásokhoz megfelelő tápegységet válasszon. Meg kell határoznia a teljesítményszabályozók készletét az egyes sávok teljes teljesítményszintjéhez, a sávok sorrendezési követelményeihez és az energiagazdálkodási rendszer igényeihez. Sőt, mivel a folyamattechnikai csomópontok egyre kisebbek lesznek az FPGA-kban, tűrésekre van szükség a feszültségellátási útmutatókban. Ezért olyan kritikusak a szabályozók, 1% -os pontossággal a vezeték/terhelés szabályozás (PVT) és a folyamat feszültség-hőmérséklet változásai között ( 1.ábra ).
Értsd meg a rendszert
Rendszerszinten a tervezési szempontok befolyásolják az energiaarchitektúra megválasztását. Gyújtórendszer Az FPGA egyszerű alkalmazásokhoz tervezett Single és MultiRail szabályozókat használ, amelyek 5V/12V bemenetet és tápfeszültséget vesznek fel az összes FPGA sínhez, beépített szekvenálással és minimális külső komponensekkel. A könnyű használat kritikus ezekben az alkalmazásokban, és a vezérlőbe történő nagy integráció biztosítja ezt a könnyű kezelhetőséget. Az ezeket az energiaellátást egyszerűsítő MOSFET-megoldások közé tartoznak a belső elemek, a belső eltolás, a digitális programozhatóság és még a belső induktorok is.