簡化 FPGA 電源設計解決方案

我不得不承認，隨著時間的推移為 FPGA 供電變得越來越復雜，本文提供一些建議，希望可以幫助簡化 FPGA 的電源解決方案，使用戶能夠創建出快速便捷的解決方案。

在為 FPGA 供電時需要考慮若干電源設計方面的問題，比如：

增加了輸出電壓軌數量

需要為電軌設置設定點精度

需要優化設計中的無源板面布局才能實現極低的紋波噪聲

需要 AC 瞬態響應，以及補償環路

另外，不要忘了還有排序以及更多所需功能。圖 1 顯示了 FPGA 開發套件中典型的 FPGA 電源解決方案。設計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知識。例如，需要考慮部件放置和板面布局方面的細節。

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圖 1. 典型的 FPGA 電源解決方案

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那么，如何才能簡化設計呢？

幸運的是，有多種解決方案都有助于實現簡化。在本文中，我將重點介紹兩種能夠幫助您快速便捷地實現設計目標的創新技術。

第一種需要著重介紹的技術是用于創建 FPGA 電源解決方案的 WEBENCH FPGA Architect 設計工具（原理設計加仿真結果）。

WEBENCH FPGA Architect 設計工具可幫助您：

選擇您想要的 FPGA 廠商

選擇您將使用的 FPGA 產品系列

滿足由 FPGA 廠商提供的 FPGA 電源估計器工具定義的電源需求

執行這幾個簡單步驟就可成就 FPGA 電源解決方案，并在產品尺寸、效率和成本方面全方位實現優化。這種易用型工具能幫助您克服初始障礙，將設計時間從幾天縮短至幾分鐘，從而贏得領先優勢。

第二種是集成型電感器電源模塊,它可以切實簡化設計方案。

電源模塊主要在單個 IC 封裝中集成電感器，但也可集成其它外部組件，如 FET、補償環路（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、可能還需要一個反饋電阻器。該模塊有助于將圖 1 的電源解決方案簡化為圖 2 的方案?？蓪⒓尚碗姼衅麟娫茨K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化板面布局，幫助您以前所未有的速度完成設計。

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圖 2.采用 LMZ30602 的集成型電感器電源模塊

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如果您也有其他如何簡化 FPGA 電源設計的小竅門，歡迎您留言分享。