復(fù)雜電路系統(tǒng)電源及PDS設(shè)計(jì)

現(xiàn)代大型集成電路，比如CPU、大型FPGA等消耗的電流往往達(dá)到數(shù)安到幾十A，并且一些復(fù)雜系統(tǒng)電源種類(lèi)繁多，因此電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理往往成為系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包含電源評(píng)估、電源供電電路設(shè)計(jì)和功率分布系統(tǒng)（Power distribution system 簡(jiǎn)稱(chēng)PDS）三個(gè)方面。本文分別探討這三個(gè)方面的一般設(shè)計(jì)方法和思路。

一、電源評(píng)估
評(píng)估電源是電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，也是最重要的一步，決定了電源設(shè)計(jì)的成敗。在設(shè)計(jì)電源的時(shí)候應(yīng)該已經(jīng)完成了整個(gè)系統(tǒng)的框圖設(shè)計(jì)并基本選定了其中重要的IC芯片，這時(shí)我們需要參考數(shù)據(jù)手冊(cè)Datasheet獲得每一個(gè)IC的工作電壓及消耗電流，并繪制下面這樣一張表：
表一、 IC電源評(píng)估表

1.電源類(lèi)型
電源類(lèi)型可以分為模擬和數(shù)字兩大類(lèi)，模擬電源是指為PLL、ADC/DAC等模擬電路供電的電源；而數(shù)字電源主要是為數(shù)字電路供電，它又可以分為核心電源（主要為集成電路的核心邏輯電路供電，比如FPGA 核心電、壓源）和I/O電源（主要為I/O接口供電），現(xiàn)代大型IC的供電一般核心電壓和I/O電源是分開(kāi)供電。
2.電壓值
電壓值一般包含最小、典型和最大值，一般設(shè)計(jì)的電路電源應(yīng)該工作在典型工作電壓上，并且電源波動(dòng)范圍不應(yīng)該超過(guò)最小和最大值的范圍。
3.電流
在設(shè)計(jì)電源時(shí)電流值應(yīng)該考慮最Worst的情況，比如大型FPGA系統(tǒng)電流可能會(huì)隨著使用邏輯門(mén)的多少而相差很多；在設(shè)計(jì)供電電路時(shí)在評(píng)估的最大電流基礎(chǔ)上要提供一定的設(shè)計(jì)余量。