大规模现场可编程门阵列（FPGA）开发系统电源设计研究

发布时间:2015-09-01 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]

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

功率电感

FPGA系列	Virtex－Ⅱ	Virtex－ⅡPro	Spartan－Ⅱ	Spartan－IIE
核心电压/V	1.5	1.5	2.5	1.8
I/O电压/V	3.3	2.5	3.3	3.3
辅助电压/V	3.3	3.3	－	－

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 核电感价格心电压上升时间要求

FPGA系列	Virtex Ⅱ	Virtex Ⅱ Pr差模电感o	Spartan Ⅱ	Spartan IIE
t_r要求	1 ms<t_r< 50 ms	100 μs<t_r< 50 ms	t_r< 50 ms	2 ms<t_r< 50 ms

2.3 供电电压顺序

根据Xilinx的文档，对于Virtex II和Virt大电流电感ex-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。

“反电动势法”永磁直流无刷电机控制系统设计O 引言永磁直流无刷电机(BLDCM)是一种典型的机电一体化电机，除了有普通直流电机调试性能好、调速范围宽和调速方式简单的特点外，还有功率因素高、转动惯量小、运行效率高等优点，特别是由于它不存在机械

期刊品牌构建过程中作者、编者、装帧印刷及市场品牌是一种名称、名词、标记、设计或是它们的组合运用，其目的是借以辨认某个销售或者某群销售者的产品，并使之同竞争对手的产品区别开来⋯。期刊出版物是一种特殊的商品，也

无线充电新技术 韩国科学研究院正在研发一项新的无线充电技术，这种技术可将5米内的40部智能手机进行充电，并且很有可能告别手机充电须使用电线的时代!
关于无线充电
无线充电联盟