數(shù)字電源為FPGA帶來高效率

　　電源的發(fā)展方向可以歸結(jié)為三方面：一是小型化;第二是高效、高可靠性;第三是智能化或者數(shù)字化。其中數(shù)字化尤為重要。因?yàn)殡S著數(shù)字負(fù)載變化，無論是手機(jī)、通信設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、汽車等的處理器的性能大大增強(qiáng)了，另外其電壓數(shù)值也大大降低了。例如，以前一個(gè)FPGA的內(nèi)核電壓供電是2V或者1V，現(xiàn)在很多FPGA的核心電壓只有0.9V或0.8V。如何確保你的電源穩(wěn)壓器能夠輸出如此低的電壓值，同時(shí)又能夠達(dá)到0.5%或者1%的電壓穩(wěn)壓精度?挑戰(zhàn)在于電壓精度越來越難實(shí)現(xiàn)，例如1V電壓，若達(dá)到0.5%精度，需要穩(wěn)壓的電壓值只有5mV，很可能一個(gè)噪聲或紋波就可能要達(dá)到5mV。而傳統(tǒng)的模擬控制環(huán)境很難實(shí)現(xiàn)這么高的穩(wěn)壓精度，或者在時(shí)效上有一些誤差。只有通過數(shù)字化的電源管理可以解決這一點(diǎn)。

　　另外，處理器和器件的工作性能增強(qiáng)之后，使得數(shù)字負(fù)載的變化比以前更為復(fù)雜了。例如，移動設(shè)備往往是電池供電，所以有很長的時(shí)間屬于靜態(tài)或者睡眠模式。數(shù)字負(fù)載在正常工作、睡眠狀態(tài)或其他工作模式下所需的電壓是不同的，如何去監(jiān)控負(fù)載的變化從而能夠提出一個(gè)符合它要求的穩(wěn)壓精度和電流?這只有數(shù)字電源能做到。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/數(shù)字電源">數(shù)字電源里面集成了數(shù)字內(nèi)核，有通信的接口和主處理器相連，可以和主處理器進(jìn)行雙向通信。

　　量身定制的數(shù)字電源更具優(yōu)勢

　　不久前，Altera在亞太地區(qū)的14個(gè)城市舉辦Altera 2014年度技術(shù)巡展，展示了Altera最新的FPGA、SoC及Enpirion電源解決方案。其中，Arria 10和Enpirion的30A digital powerSOC with PMbus 可以搭建一個(gè)智能平臺，F(xiàn)PGA把需求指令發(fā)給電源芯片，電源芯片里有DSP內(nèi)核，DSP處理器會對這個(gè)指令進(jìn)行分析和運(yùn)算，然后給出符合主處理器所需要的核心電壓供電，從而使電源幫助主芯片乃至整個(gè)系統(tǒng)降低靜態(tài)損耗。Altera的Enpirion電源產(chǎn)品中國區(qū)高級業(yè)務(wù)經(jīng)理張偉超先生說，測試標(biāo)明，該方案可以幫助靜態(tài)功耗降低40%。當(dāng)然，這離不開Altera于2013年5月收購的Enpirion公司的功勞，收購后，Enpirion為Altera FPGA提供了定制化的解決方案，把最新的電源通信接口標(biāo)準(zhǔn)——PMBus V1.2及SmartVoltage ID帶入Altera的Arria 10等新型FPGA中，可實(shí)現(xiàn)真正的自適應(yīng)的數(shù)字控制環(huán)路。

　　Altera 的 Arria 10 和Enpirion 的 30A digital powerSOC with PMbus 一起 降低了系統(tǒng)功耗

　　目前，Enpirion是Altera的一個(gè)獨(dú)立的電源事業(yè)部。Enpirion前身來自于貝爾實(shí)驗(yàn)室，有三大核心技術(shù)：高頻IC，磁體工程，電源的封裝和構(gòu)建技術(shù)。