TI适合于Xilinx和Altera FPGA的电源管理方案
FPGA电源解决方案
FPGA电源解决方案摘要：以Xilinx的FPGA为例，介绍了FPGA开发系统的电源要求和功耗，并给出了采用线性低压降（LDO）稳压器,DC/DC调整器,DC/DC控制器和电源模块等几种电源解决方案关键词：现场可编程门阵列；电源设计；DC/DC变换器1、引言现场可编程门阵列（FPGA）的出现给电路设计带来了极大的方便，目前，在芯片设计领域也采用FPGA来开发仿真验证平台。
这种开发系统的FPGA一般规模较大，功耗也相对较高，因此，其供电系统的好坏直接影响到整个开发系统的稳定性。
所以，设计出高效率、高性能的FPGA供电系统具有极其重要的意义。
2、FPGA电源指标要求我们以Xilinx的FPGA为例，包括Virtex II，Virtex-II Pro，Spartan II和Spartan IIE 系列，介绍FPGA的电源指标要求。
2.1额定电压FPGA对电源的要求与DSP非常相似，一般需要2.5V，1.8V或1.5V作为核心电压，3. 3V或2.5V作为I/O电压，另外Virtex II和Virtex-II Pro还需要3.3V的辅助电压。
表1列举了Xilinx不同系列FPGA的电压需求。
表1 FPGA电压需求2.2 电压上升时间为了保证FPGA正常启动，核心电压（VCCINT）的上升时间tr必须在特定的范围内，表2列举了不同系列FPGA的这一指标要求。
此外，电压上升必须单调，不允许有波动。
某些DC/DC变换芯片，比如TI的TPS5461X系列可以外部调节电压上升时间，给设计带来了方便。
表2 核心电压上升时间要求2.3供电电压顺序根据Xilinx的文档，对于Virtex II和Virtex-II Pro系列FPGA没有电压顺序要求，推荐所有的供电电压同时上电，否则，可能产生较大的启动电流。
对于Spartan－IIE系列，推荐核心电压和I/O电压同时供给。
对于Spartan II系列上电顺序可以任意。
设计经验表明，大部分情况下对于Xilinx的FPGA来说，核心电压先于I/O电压供给是个比较好的做法。
适用于FPGA、GPU和ASIC系统的电源管理_
图1 Arria 10 GX FPGA 开发套件电路板
图2 Arria 10 SoC 开发套件电路板
以及采用这些及其他数字组件的系统的要求
电源管理解决方案设计电源管理电路，将确保项目从一开始就很有把握。
这是让设计方案从原型阶段快速进入生产阶段的关键，因为这样可以节省电源调试时间。
给Arria 10 FPGA和Arria 10 SoC供电
系统开发人员可以使用FPGA开发工具评估
设计一个完整的系统。
图1和图2是Altera
10 FPGA和Arria 10 SoC (片上系统) 开发电路板
过Altera公司的测试和验证，列举了有关布局
图3 用于 Arria 10 GX FPGA 电路板的电源树
[3]周熠,吴桂华. 数字图像水印技术的研究与发展[J]. 计算机测量与控制,2004,04:387-389.
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Maxim为三款Xilinx FPGA参考设计提供电源管理方案
Maxim 为三款Xilinx FPGA 参考设计提供电源管理
方案
Maxim 赞助X-Fest 2014，即将展出高集成度FPGA 参考设计方案
Maxim Integrated Products, Inc. (NASDAQ: MXIM)宣布成为Xilinx UltraScale FPGA 电源方案的主要供应商，Maxim 为三款Xilinx FPGA 参考设计提供电源管理方案。
X-Fest 2014 展会期间，系统设计人员可通过Xilinx Kintex UltraScale FPGA KCU105 评估板对Maxim 方案进行评估。
此次合作中，Maxim 采用了十分灵活的InTune?数字电源产品，并首次将高密度、高效率的Volterra 技术应用到FPGA 开发板中。
Maxim 电源产品的
灵活性和高密度优势与Xilinx 20nm UltraScale FPGA 固有的灵活性以及高密度逻辑设计相配套，能够为系统设计人员提供前所未有的优异性能、超高能
效和快速的产品上市时间。
Maxim 的产品尺寸比市面上前一代方案缩小高达30%。
复杂的通信系统通常需要数十路供电电源，其中多数要求在有限空间和热。
电子电路工程师面试题及答案
电子电路工程师面试题及答案1.介绍一下你在电子电路设计方面的经验。
答：我在电子电路设计领域有8年的经验，曾参与过多个项目，其中包括设计和优化模拟电路、数字电路和混合信号电路。
2.请分享一个你成功解决复杂电路设计问题的案例。
答：在上一份工作中，我负责设计一款高性能放大器。
通过对信号链的分析和模拟，我成功解决了信噪比和失真率的问题，最终取得了出色的性能。
3.谈谈你在电源电路设计中的经验，如何解决电源稳定性和效率的平衡问题？答：在之前的项目中，我设计了一款具有自适应控制的开关电源，通过动态调整工作频率和电压，实现了在负载变化时的高效能稳定性。
4.你对EDA工具的熟悉程度如何，可以分享一下你常用的EDA 工具和其优势？答：我熟练使用CadenceVirtuoso和SPICE工具进行模拟和验证。
这些工具能够提供准确的电路仿真和分析，有助于优化设计并加速开发周期。
5.在电路设计中，如何处理电磁兼容性（EMC）问题？答：我在设计中采用分层布局、差分信号传输、滤波器等方法，以降低电磁辐射和提高系统的抗干扰能力。
曾成功将一个产品的EMC问题从初期设计阶段解决，确保了顺利的认证通过。
6.请详细说明一下你对FPGA（现场可编程门阵列）的了解，以及在项目中的应用经验。
答：我熟悉Xilinx和AlteraFPGA的设计和编程，并在一个项目中成功应用FPGA实现了高速数据处理，提高了系统的性能和灵活性。
7.你对数字信号处理（DSP）的理解如何，可以分享一个在项目中应用DSP的例子吗？答：我在数字滤波、信号调理等方面有深入研究。
在一个通信系统项目中，我使用DSP技术成功实现了复杂信号的提取和处理，提高了系统的抗干扰能力。
8.如何保证电路设计的可靠性和稳定性？答：我注重使用高质量的元器件，进行严格的温度和电压测试，并通过可靠性分析方法（如MTBF分析）评估电路寿命。
在一个医疗设备项目中，我确保了电路设计的高可靠性，符合行业标准。
fpga电源要求
fpga电源要求
FPGA的电源要求主要包括以下几个方面：
1.电源电压：FPGA通常需要多种不同的电源电压，以满足不同芯片和模块的
需求。
这些电压可能包括核心电压、I/O电压、内存电压等。
2.电源时序：在FPGA上电或下电时，需要满足一定的时序要求，以确保芯
片的正常工作。
时序要求可能包括上电顺序、电压爬升时间、下降时间等。
3.低电压大电流：FPGA在工作时需要消耗大量的电流，因此电源需要能够提
供足够大的电流，以保证芯片的正常运行。
同时，由于FPGA通常工作在较低的电压下，因此电源也需要具有较高的效率。
4.电压精度：FPGA的电源电压需要具有较高的精度，以确保芯片的正常工作。
电源的电压精度可能受到电源本身、线路电阻、负载等因素的影响，因此需要进行精确的调整和校准。
5.低噪声：FPGA对电源的噪声非常敏感，因此电源需要具有较低的噪声，以
保证芯片的正常工作。
低噪声电源可以减少电源对芯片性能的影响，提高系统的稳定性和可靠性。
在选择FPGA的电源时，需要考虑以上要求，并选择符合要求的电源解决方案。
同时，还需要注意电源的效率和成本等因素，以选择最适合自己应用的电源方案。
适用于 FPGA、GPU 和 ASIC 系统的电源管理
适用于FPGA、GPU 和ASIC 系统的电源管理图 3：用于 Arria 10 GX FPGA 电路板 (图 1) 的电源树。
用
LTpowerPlanner 设计，该软件是一款分析性和简便易用的初步设计工具以用来映射电源要求。
LTC2974 (用在电路板上) 增强 PMBus 功能：电源排序、监视、裕度调整和故障记录
Loss：功耗
Sequence On：排序接通
Sequence Off：排序断开
Green：绿色
Blue：蓝色
White：白色
Pink：粉色
DC to DC Regulator：DC 至 DC 稳压器Summary Report：总结报告
Total Input Power：总输入功率
Total Output Power：总输出功率
Total Power Loss：总功耗
Total Efficiency：总效率
Total Solution Size：解决计划总体尺寸
LTpowerCAD 可协助用户：
挑选详细的凌力尔特 DC/DC 稳压器，以与给定电源性能规格匹配挑选合适的电源组件 (例如: 电感器、器和)
优化效率和功耗
优化稳压器环路稳定性、输出阻抗和负载瞬态响应
将设计计划输出到 LTspice
结论
我们可以有掌握地开头电源管理电路布局。
用法 LTPowerCAD 和
第1页共2页。
FPGA电源管理方案
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MODULE
Typical Device Specifications
Device TPS74201 TPS74301 TPS74401 IOUT (A) 1.5 1.5 3.0
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VDD CIN 1 μF VBIAS CBIAS 1 μF IN EN BIAS SS GND CSS FB R2 Optional OUT R1 COUT PG R3 VOUT VPG
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TI电源管理选择指南
PWM Controllers
(Page 16)
Backplane
MOSFET Drivers (Page 22)
Hot Swap and
Power-over-Ethernet (Page 51)
Non-Isolated Plug-In Modules
POLA™
(Page 25)
+
–
48-V
48-V or 24-V DC Input
Audio Supply
Noise-Sensitive RF Circuitry
Step-Up DC/DC Converters (Page 34)
Inductorless DC/DC Regulators
(Charge Pumps) (Page 39)
Battery Management
DC Inputs
Secondary Side Control (Page 16, 22)
PWM UC3849 UCC3839
Drivers TPS2811-15 TPS28225 TPS28226 TPS2829-29 UCC27423/4/5 UCC37321/2 UCC37323/4/5 UCD7100 UCD7201
USB
Battery Charge Management
(Page 46)
Lithium-Ion Protection and Authentication
for Batteries (Pages 50, 51)
Rechargeable Battery
Battery Fuel Gauges
(Page 48)
Isolated Plug-In Modules (Page 25)
适用于 FPGA、GPU 和 ASIC 系统的电源管理
适用于FPGA、GPU 和ASIC 系统的电源管理
在FPGA、GPU 或ASIC 控制的系统板上，仅有为数不多的几种电源管理相关的设计挑战，但是由于需要反复调试，所以这类挑战可能使系统的推出时间严重滞后。
不过，如果特定设计或类似设计已经得到电源产品供应商以及FPGA、GPU 和ASIC 制造商的验证，就可以防止很多电源和DC/DC 调节问题。
分析和解决问题的负担常常落在系统设计师的肩上。
配置设计方案复杂的数字部分已经占据了这些设计师的大部分精力。
因此处理设计方案的模拟和电源部分就成了主要挑战，因为电源并非如很多设计师所预期的那样是个简单的任务。
周全的电源管理从一开始就很有挑战性
所有设计任务一开始都很有挑战性，例如为一个包含收发器、内存模块、传感器、线路连接器以及网状PCB 走线和多层PCB 平面的复杂系统设计电源管理方案。
不过，杂乱无章地使用DC/DC 稳压器、电容器、电感器、散热器和其他散热措施以及组件布局来应对电源管理设计可能会导致后续设计问题。
如果系统设计师匆忙决定选择较差的解决方案，那幺后来可能出现调试工作进行不下去的情况。
从哪里开始电源管理设计
以一种系统化和考虑周全的设计方式，可以很有把握地开始任何电源管理电路的设计。
换句话说，在PCB 组装之前，如果分析是准确的，解决了电源管理相关的设计挑战，那幺就可以简化电源管理电路的设计。
另外，电源管理指南给出的电路经过测试和验证，满足FPGA、ASIC、GPU 和微处理器以及采用这些及其他数字组件的系统之要求。
利用经过验证的电源管理解。
FPGA 电源的方案设计
案例一
某高性能计算系统中的FPGA电源设计，通过优化电源架 构和元件选择，实现了高效率、低噪声的供电效果。
案例二
某通信设备中的FPGA电源设计，通过合理的热设计和电 磁兼容性设计，确保了设备在苛刻环境下的稳定运行。
经验教训与改进建议
经验教训
电源设计过程中需充分考虑各种因素，如功 耗、效率、噪声、散热和电磁兼容性等。
输入滤波电路的设计要点
根据电源输入的噪声和干扰情况，选 择合适的电感器和电容器，并确定其 参数和规格。
由电感器和电容器组成的低通滤波器 ，可以滤除高频噪声。
功率转换电路设计
功率转换电路的作用
将输入的电源转换为 FPGA 所需要的电压和电流，以满足 FPGA 的供电需求。
功率转换电路的组成
由开关电源和控制电路组成，开关电源负责将输入的电源转换为 所需的电压和电流，控制电路负责控制开关电源的工作状态。
电压降额
考虑电源传输过程中的电 压降，适当提高电源电压 ，以确保FPGA芯片的正 常工作。
冗余设计
为提高系统可靠性，可采 用冗余电源设计，即多路 独立电源同时为FPGA芯 片供电。
电源效率与热设计
电源效率分析
分析不同电源方案对系统整体效率的 影响，选择高效、低损耗的电源方案 。
热设计考虑
根据FPGA芯片发热情况和环境温度 ，合理选择散热方式，如散热片、风 扇等，确保FPGA芯片工作在安全温 度范围内。
04 电源仿真与优化
仿真工具与模型建立
仿真工具
选择适合的仿真工具，如MATLAB Simulink、PSPICE、Multisim等，这些工具能够提供强大的模拟和仿真功能 ，帮助设计者验证电源方案的正确性和可行性。
模型建立
TI推出适用Xilinx FPGA的高效电源管理IC TPS75003
TI推出适用Xilinx FPGA的高效电源管理IC TPS75003佚名
【期刊名称】《电子测试：新电子》
【年(卷),期】2004()11
【摘要】目前，德州仪器(TI)宣布推出适用于Xilinx的Spartan-Ⅱ／IIE／3系列现场可编程门阵列(FPGA)的高效电源管理集成电路(IC)TPS75003。
【总页数】2页(P92-93)
【关键词】IC;现场可编程门阵列(FPGA);电源管理集成电路;德州仪器;TI;高
效;TPS;IIE
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.TI面向蓝牙耳机推出高集成充电与电源管理IC [J],
2.TI为TFT LCD推出四输出电源管理IC [J],
3.TI与Xilinx联合推出基于FPGA的解串器参考设计 [J], 无
4.TI为基于OMAP与XScale的移动设备推出效率达97％的电源管理IC [J],
5.Xilinx推出全球首个用于构建40Gb和100Gb电信设备的FFGA解决方案
/Actel推出以Flash为基础的FPGA适用于太空应用 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
fpga电源解决方案
fpga电源解决方案
《FPGA电源解决方案》
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种灵活可编程的
集成电路技术，广泛应用于数字信号处理、通讯、图像处理等领域。
为了确保FPGA稳定、高效地工作，合适的电源解决
方案至关重要。
在FPGA电源解决方案中，首先需要考虑的是电源稳定性。
FPGA在进行大量逻辑运算时，会产生较大的电流波动，因此
需要具有良好的电源稳定性，以避免电源波动造成的工作异常。
因此，选择能够提供稳定输出电压和电流的电源模块是解决FPGA电源问题的第一步。
其次，功耗管理也是FPGA电源解决方案中需要考虑的重要
因素。
FPGA在不同的工作状态下会有不同的功耗需求，例如
在高性能模式下会需要更高的功耗支持，而在低功耗模式下则需要更低的功耗输出。
因此，需要选择具有动态功耗管理功能的电源模块，以根据FPGA的工作状态实时调整输出功率，
提高功耗利用率。
此外，对于FPGA电源解决方案而言，还需要考虑电源模块
的小型化和高效散热。
由于FPGA通常应用于高密度、高性
能的集成电路系统中，在有限的空间内为FPGA提供稳定的
电源供应和散热是一项挑战。
因此，选择体积小、散热效果好的电源模块，可以有效解决FPGA电源供应和散热难题。
总之，FPGA电源解决方案涉及电源稳定性、功耗管理、散热
等多方面的考虑，需要选择合适的电源模块和配套解决方案，才能确保FPGA高效稳定地工作。
只有全面考虑，充分选型，才能为FPGA提供最佳的电源支持，满足其在不同应用场景
下的需求。
TI电源管理芯片指南
非隔离式开关 DC/DC 稳压器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
DC/DC 控制器 (外接开关) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 DC/DC 转换器 (集成开关) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 无电感器 DC/DC 稳压器 (充电泵) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
AC/DC 与 DC/DC 电源产品 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
功率因数校正 (PFC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 PWM 电源控制器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 MOSFET 驱动器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
FPGA_电源的方案设计
FPGA_电源的方案设计FPGA电源的方案设计在数字电路设计中，FPGA（现场可编程门阵列）已成为越来越重要的核心元件。
由于FPGA具有高度的可编程性和灵活性，使其在各种应用领域中得到广泛应用。
然而，在FPGA运行过程中，电源管理问题成为了一个关键的考虑因素。
本文将探讨FPGA电源的方案设计，包括设计原理、具体方案和注意事项等方面。
FPGA电源的设计原理FPGA内部由大量的逻辑单元组成，这些逻辑单元对电源的要求较高。
为了保证FPGA的正常运行，我们需要设计一个稳定、高效、低噪声的电源系统。
这一系统应具有以下特点：1、稳定性：电源系统应提供稳定、连续的电压和电流，以确保FPGA 内部逻辑单元的稳定运行。
2、高效性：电源系统应具有较高的转换效率，以减少能源浪费和设备发热问题。
3、低噪声：电源系统应具有较低的噪声，以避免对FPGA内部逻辑单元的干扰，从而提高系统的可靠性。
具体方案设计在设计FPGA电源的方案时，我们需要根据实际需求进行定制。
以下是一些具体方案的设计步骤：1、确定电源种类和数量：根据FPGA的规格书，确定所需的电源种类和数量。
例如，某些FPGA需要一个5V的主电源，以及其他较低电压的辅助电源。
2、确定电源质量：为了确保FPGA的稳定运行，我们需要选择具有较高电源质量指标的电源模块。
这些指标包括电压稳定度、负载稳定度、电压纹波等。
3、电源布局和布线：在电路板设计中，合理的电源布局和布线能够显著提高电源系统的性能。
应尽量减小电源线的长度，并采用合理的电源平面结构，以提高电源系统的稳定性和效率。
4、降噪和EMC措施：为了降低电源噪声和电磁干扰（EMC），可以采取一系列措施，如加装滤波器、接地屏蔽、优化电路设计等。
这些措施有助于提高FPGA系统的可靠性和稳定性。
注意事项在设计和实施FPGA电源方案时，还有一些需要注意的事项：1、考虑到FPGA逻辑单元的动态功耗，应在设计中加入功耗管理机制，如动态电压调整和时钟频率调整等。
Altera宣布为高性能FPGA提供高效的电源转换解决方案
Altera 宣布为高性能FPGA 提供高效的电源转换解决
方案
2014 年4 月8 号，北京——Altera 公司(Nasdaq: ALTR)今天宣布开始提供新款电源转换解决方案，方便了电路板开发人员设计负载点电源方案，以最
低的系统功耗实现FPGA 最佳性能。
新款电源转换解决方案包括单片40A 驱动器和同步MOSFET 电源，经过优化，可以满足Altera 高性能Stratix®V、Arria® 10 以及Stratix® 10 FPGA 和SoC 的核心需求。
当系统设计人员需要将高性能FPGA 集成到系统中时，它为系统设计人员提供了高效的高密度电源
转换方案。
新款电源(型号ET4040)满足了高性能FPGA、处理器和存储器严格的内核电压需求。
系统设计人员可以利用40A 电源，采用单相或者多相配置，高效
的为FPGA 内核供电。
它还可以用在DDR3、DDR4 和QDR 存储器的VDDQ 供电电源中，也可以为高端服务器和通信基础设施系统中的ASIC 和ASSP
提供所有的大电流电源。
Altera 电源业务部市场总监Mark Davidson 评论说：“在过去几年中，Altera 交付了适用于Altera FPGA 和SoC 供电的各种解决方案，性能、功率密度和效率满足了系统开发人员的需求。
这一系列电源完善了Altera 的Power SoC DC-DC 转换器，这种体积最小、效率最高的电源解决方案为系统。
详解FPGA电源排序的四种方案
详解FPGA电源排序的四种方案展开全文当采用现场可编程门阵列 (FPGA) 进行设计时，电源排序是需要考虑的一个重要的方面。
通常情况下，FPGA 供应商都规定了电源排序要求，因为一个 FPGA 所需要的电源轨数量会从 3 个到 10 个以上不等。
通过遵循推荐的电源序列，可以避免在启动期间吸取过大的电流，这反过来又可防止器件受损。
对一个系统中的电源进行排序可采用多种方法来完成。
本文将详细说明可根据系统所要求的复杂程度来实现的电源排序解决方案。
本文中所讨论的电源排序解决方案为：1.把 PGOOD 引脚级联至使能引脚；2.采用一个复位 IC 来实现排序；3.模拟上电 / 断电排序器；4.具有 PMBus 接口的数字系统健康状况监视器。
方法一：把PGOOD 引脚级联至使能引脚实现排序的一种基本的成本效益型方法是把一个电源的电源良好(PG) 引脚级联至相继的下一个电源的使能(EN) 引脚（图 1）。
第二个电源在PG 门限得到满足（通常是在电源达到其终值的90% 之时）时开始接通。
这种方法的优势是成本低，但是无法轻松地控制定时。
在EN 引脚上增设一个电容器会在电路级之间引入定时延迟。
然而，此方法在温度变化和反复电源循环期间是不可靠的。
而且，这种方法并不支持断电排序。
方法二：采用一个复位 IC 来实现排序另一种可以考虑的用于上电排序的简单选项是采用一个具有时间延迟的复位 IC。
当采用此选项时，复位 IC 以严格的门限限值来监视电源轨。
一旦电源轨处于其终值的3%（或更小）以内，复位IC 将进入由解决方案定义的等待周期，然后再执行下一个电源轨的上电操作。
该等待周期可以采用 EEPROM 编程到复位 IC 中，也可利用外部电容器来设定。
图 2 示出了一款典型的多通道复位IC。
采用复位 IC 来实现上电排序的优点是解决方案处于受监视的状态。
必须在确认每个电源轨都处在稳压范围内之后再释放下一个电源轨，而且无需在电源转换器上提供一个PGOOD 引脚。
FPGA供电选择_ALTERA
Power Management for Quick Reference GuidePower Management Solutions for Altera's FPGAs and CPLDsColor Code Key:Black = Low Dropout RegulatorsBlue = Plug-In Power ModulesFor more information: /alterafpga and /processorpowerFor questions email: fpgasupport@Green = DC/DC Converters (Switchers with Integrated FETs) Red = DC/DC Controllers (External FETs)1Q 2012Dual-Stackable DC/DC Controller• Dual-output or 2-phase interleaved operation • Wide input voltage range (4.5 V to 15 V)• Stackable up to 16 phases up to 1 MHz per phase • 10-µA shutdown currentTPS40140Dual DC/DC Controller • Integrated FETs for small total solution • Wide input voltage range (4.5 V to 17 V)• Capable of 6-A continuous output current• PWM adjustable up to 1.6 MHz for small inductor mall 3.5mm x 3.5mm QFN packagingTPS546226-ADC/DC Converter• Integrated FETs for small total solution • Wide input voltage range (3 V to 17 V)• Switching frequency is 2.25 MHz for small inductor • Small 2mm x 2mm SON packagingTPS621601-ADC/DC ConverterUltra-Low-Input Voltage LDO• Input and output range (0.5 V to 6.5 V)• Low dropout: 200 mV @ 2 A • High efficiency (>90% possible)• Small 5 x 5mm QFN-20 packagingTPS7A72002-A LDO• Wide input voltage (4.5 V to 14 V)• No inductors required • TurboTrans™ technology • Smart sync• 1.5% DC regulationAuto-Track™ sequencingPTH08T250W 50-A DC/DC Module Parallel-able• Supports 2.5-V and 3.3-V input voltages • Capable of 2-A continuous source/sink• Supports DDR, DDR2, DDR3, and low-power DDR3/DDR4 VTT applications• Small 2mm x 2mm SON packagingTPS512062-A peak DC/DC ConverterSLYT351E© 2012 Texas Instruments IncorporatedIMPORTANT NOTICETexas Instruments Incorporated and its subsidiaries(TI)reserve the right to make corrections,modifications,enhancements,improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice.Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and 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FPGA电源的方案设计
FPGA电源的方案设计FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程逻辑器件，通过编程可实现各种功能。
然而，FPGA的工作需要电源支持。
在FPGA电源设计中，需考虑FPGA的电压、电流、稳定性等因素，设计出适合其需要的电源方案。
一、FPGA电源需求1.1电压FPGA电源需满足其电压需求，常见的电压有1.2V、1.5V、1.8V、2.5V等。
需要根据FPGA芯片的电压要求，选择相应的电压输出。
1.2电流FPGA电源需要根据其电流需求，提供足够的电流输出，使其正常工作。
此外，在FPGA运行的不同阶段，其电流需求也会发生变化，因此需要对各种情况下的电流需求进行预估，并提供相应的电源。
1.3稳定性FPGA的工作稳定性对其电源质量要求很高，需要提供极为稳定的电源，以避免对FPGA工作的影响。
二、FPGA电源设计2.1 电源模块选择在FPGA电源设计中，需要选择合适的电源模块。
电源模块是一种集成了转换器、开关和稳压器等电源管理电路的电子设备，能够提供各种电压、电流输出。
常见的电源模块有开关电源模块和线性稳压器电源模块：开关电源模块：可以实现高效率、高可靠性的输出，可利用高频开关技术，使输出变压比、输出电压精度、负载能力等得到良好的改善，适合于输出低压、大电流场合；线性稳压器电源模块：能够减小开关电源输出的噪声、干扰，具有输出精度高、抗干扰能力强等优点，适合于输出低电压、小电流的场合。
2.2 电容选择在FPGA电源设计中，电容的选择也很重要。
电容不仅能够提高电源的稳定性，还能够过滤电源中的噪声、干扰信号。
由于FPGA的工作电流较大，所以在电容选择时，要注意电容的额定电流。
另外，电容的数量、容值也需要根据FPGA 的需求进行选择。
2.3 接地设计在FPGA电源设计中，接地设计也是很重要的一环。
FPGA 的工作需要复杂的逻辑运算，如果接地存在问题，将会对FPGA的工作产生干扰。
接地设计需要避免地线回流，通过模块化PCB 设计、运用可设调教电感和降噪电容等方法实现接地设计。
TI将数字电源管理应用于Xilinx
TI将数字电源管理应用于Xilinx
TI将数字电源管理应用于Xilinx FPGA设计
德州仪器(TI) 宣布，Xilinx 在其最新Virtex-6 ML605 现场可编程门阵列(FPGA) 评估套件中采用TI 电源管理技术简化电源设计。
TI Fusion Digital Power 控制器可为FPGA 用户提供高级电源管理功能以及高度的设计灵活性，可实时监控电源系统的工作情况。
TI UCD9240 集成型电源系统控制器加上互补功率级IC 与插入式模块，可智能管理目前的高密度高性能电源系统，如电信与数据通信基础局端应用中的电源系统。
该控制器支持多达 4 组独立数字控制环路以及多达8 个相位。
只需两颗UCD9240 器件便可管理Virtex-6 FPGA ML605 评估套件的电源。
此外，该套件还包含业界最低功耗的零漂移仪表放大器INA333。
Xilinx 即将推出的Spartan-6 FPGA SP605 套件也将包含TI 数字电源产品。
易用型Fusion Digital Power 设计工具
该评估套件采用TI 具有易用型图形用户界面的数字电源设计工具，可在无需任何编程的情况下，帮助设计人员配置重要设计参数，优化控制环路设计，并满足特定供电电压排序标准要求。
该工具不但采用实时监控与控制环路建模，而且还具有阻抗测量特性，支持Virtex-6 FPGA 的设计要求。
一种基于FPGA的处理器电源管理架构设计
2019年 / 第3期 物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application710 引 言随着电子产品集成度越来越高，多处理器板卡得到了越来越多的应用设计，高性能的处理器对于电源有严格的要求。
一般来说，各处理器本身就有电源时序要求，合作配合也有时序要求，同时还有相关监视要求。
如何根据工程实际，设计出更加高效的多处理器系统电源管理架构，是目前需要解决的重要问题之一。
而有着“万能芯片”称号的FPGA （Field-Programmable Gate Array ）器件以其并行数据处理能力、灵活的时序及逻辑电路搭建方式而被广泛应用于电源管理的设计当中[1-3]。
针对这些需求，本文设计了一种采用FPGA 器件为核心的通用电源管理模块，该模块可实现对处理器电源的上电、掉电、节能等全方位的控制需求。
1 架构基本设计1.1 基本组成本电源管理架构组成如图1所示。
其主要由输入电源监视单元、稳压供电单元、FPG 单元、开关电源和输出电源监视单元组成。
图1 处理器系统多电源管理架构图1.2 主要实施步骤（1）外部电源经输入电源监视单元为两个以上的开关电源供电，开关电源输出两路以上的电源为处理器供电；（2）输入电源监视单元输出的电源信号经稳压供电单元为可编程逻辑单元提供电源；（3）输入电源监视单元对外部输入的电源状态进行监视，输出电源监视单元对开关电源输出的电源进行监视；（4）可编程逻辑单元接收并根据输入电源监视单元、输出电源监视单元、开关电源的状态信息对开关电源进行控制。
2 实例基本设计2.1 实例基本结构组成一种处理器多电源管理模块的结构，如图2所示。
包括滤波模块、输入电源健康监视模块、储能模块、LDO 稳压模块、现场可编程逻辑器件、微调控制器、开关电源1、开关电源2、输出电源健康监视模块和处理器[4-6]。
图2 处理器多电源管理架构实例结构方框图2.2 实例主要功能设计（1）微调控制器：现场可编程逻辑器件稳定运行后，先向微调控制器发出初始控制脉冲，使得微调处理器控制开关电源发出处理器需要的稳态电压，微调处理器对开关电源输出的电源进行监视。