寫給使用FPGA的數(shù)字工程師：如何簡(jiǎn)化FPGA供電

我不得不承認(rèn)，隨著時(shí)間的推移為 FPGA 供電變得越來(lái)越復(fù)雜，本文提供一些建議，希望可以幫助簡(jiǎn)化 FPGA 的電源解決方案，使用戶能夠創(chuàng)建出快速便捷的解決方案。

　　在為 FPGA 供電時(shí)需要考慮若干電源設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，比如：

　　1.增加了輸出電壓軌數(shù)量

　　2.需要為電軌設(shè)置設(shè)定點(diǎn)精度

　　3.需要優(yōu)化設(shè)計(jì)中的無(wú)源板面布局才能實(shí)現(xiàn)極低的紋波噪聲

　　4.需要 AC 瞬態(tài)響應(yīng)，以及補(bǔ)償環(huán)路

　　另外，不要忘了還有排序以及更多所需功能。圖 1 顯示了 FPGA 開(kāi)發(fā)套件中典型的 FPGA 電源解決方案。設(shè)計(jì)該方案除了要選擇正確的器件和電感器外，還需要具備一些其它的專業(yè)知識(shí)。例如，需要考慮部件放置和板面布局方面的細(xì)節(jié)。

　　圖 1. 典型的 FPGA 電源解決方案

　　那么，如何才能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)呢？

　　幸運(yùn)的是，有多種解決方案都有助于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化。在本文中，我將重點(diǎn)介紹兩種能夠幫助您快速便捷地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的創(chuàng)新技術(shù)。

　　第一種需要著重介紹的技術(shù)是用于創(chuàng)建 FPGA 電源解決方案的 WEBENCH FPGA Architect 設(shè)計(jì)工具（原理設(shè)計(jì)加仿真結(jié)果）。

　　WEBENCH FPGA Architect 設(shè)計(jì)工具可幫助您：

　　選擇您想要的 FPGA 廠商

　　選擇您將使用的 FPGA 產(chǎn)品系列

　　滿足由 FPGA 廠商提供的 FPGA 電源估計(jì)器工具定義的電源需求

　　執(zhí)行這幾個(gè)簡(jiǎn)單步驟就可成就 FPGA 電源解決方案，并在產(chǎn)品尺寸、效率和成本方面全方位實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。這種易用型工具能幫助您克服初始障礙，將設(shè)計(jì)時(shí)間從幾天縮短至幾分鐘，從而贏得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

　　第二種是集成型電感器電源模塊，它可以切實(shí)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案。

　　電源模塊主要在單個(gè) IC 封裝中集成電感器，但也可集成其它外部組件，如 FET、補(bǔ)償環(huán)路（若需要）以及反饋電阻器等。電源模塊的功能特性非常豐富，例如可將啟用和電源指示良好引腳用于排序，而且僅需最少的外部組件，如輸入電容器、輸出電容器、可能還需要一個(gè)反饋電阻器。該模塊有助于將圖 1 的電源解決方案簡(jiǎn)化為圖 2 的方案。可將集成型電感器電源模塊用于為 FPGA 供電，并被 FPGA 廠商視為一種適合的電源解決方案。此外，這些模塊還有助于簡(jiǎn)化板面布局，幫助您以前所未有的速度完成設(shè)計(jì)。