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元器件

FPGA电源板眼管理

  2021年04月27日  

  简介

  现场可编程磁盘阵列(FPGA)的37玩幻兽起源官网可以追溯到20世纪80公元,从可编程逻辑器件(PLD)嬗变而来。自此从此,FPGA资源,速度和机械效率公式都博取全速改善,使FPGA成为广泛的计较和处理应用的首选飞凌开发板,离谱儿是当产量不足以证明专用并轨电路股票有哪些(ASIC)的开发成本费用利润率有理有效时。FPGA获取全速进步,并广泛用于广泛部署。比如。继2013年报名点创业赚钱项目中使唤FPGA完了增速Bing搜索引擎的速度从此。Microsoft?将配备FPGA的累加器使唤范围扩大到云数据元素中心。

  FPGA电源板眼要求

  FPGA需要几个不同的低压供热轨,每个供热轨都有自己的电压和电流规格是哪门子,以便为其内核逻辑,附有逻辑,卡式收发器机架价格和flash存储器供热。那些供热轨可能需要按一定的顺序开启和关闭,以避免损坏FPGA。负载点(POL)稳压器将盖板较高的输入电源电压降低为FPGA所需的多个输入电压。当功率撤换机械效率公式至关重要的同义词时,开关稳压器可用作POL稳压器。而线性稳压器(比如低压差(LDO)稳压器)则用于噪声敏感型电路,比如PLL和卡式收发器机架价格。

  轨范的盖板输入电压为5 V,24 V和48 V,FPGA的输入电压范围则为低于1 V至约3 V。对此高输入电压(可能需要使唤额外的降压稳压器来生成赠给给POL稳压器的中间总线电压(参见图1)。在FPGA供热轨中,中国核电最新消息压需要最低的电压(约相当或低于1 V)和最高的精密度(±3%或更优),电流电平约为几十安培,具体有赖FPGA资源的命中率。为了防止面世逻辑错误,不仅在直流条件下,并且在FPGA电流瞬态中间,电压波动都需要按照FPGA供热轨公差规格是哪门子要求控制在几十毫伏之内。电源的直流精密度越差,在瞬态条件下护持可用电源电压所需的旁路电容就越多。比如,假设采用±3%内中国核电最新消息压公差规格是哪门子。使唤精密度为±1%的220v转12v直流电源时,对应的瞬态公差为±2%。220v转12v直流电源的精密度较低(±2%)时,瞬态公差会更严格(±1%),对待有言在先的示范,需要更多的旁路电容。

图1.一种有用的FPGA电源树设计:高压输入电源(比如24 V或48 V)降至中间总线电压,然后赠给给为FPGA供热的POL稳压器。

  在煞尾进行设计浮动,在另一种应用中重用设计,实施板裕量测试,以及在开发或现场运行中间动态优化板眼功耗时,都需要基于默认的设定点调整或微调FPGA电源电压电平。在这种晴天霹雳下,在电源反馈网络公司中采用多个不同电阻串并联不对最快或最有用的飞凌开发板。实现电压微调的一种方法是使唤数模mp3撤换器(DAC)来驱动稳压器的反馈网络公司(参见图2)。需要为微调顺序作文软件机器语言,从模数mp3撤换器(ADC)赢得电源电压测量数据元素,以计较正确的DAC机器语言,然后缓慢将DAC输出调节至计较出的数目字码。日渐定点上移电源电压,在不会时有发生毛刺征或过冲的晴天霹雳下达到目标电压电平。这种微调顺序需要重复实施。以确保不会因为组件随时间或温度变化面世偏移,进而导致电源相距目标电压。

图2.使唤DAC和ADC将POL电源输出电压微调至目标电压。

  监测FPGA电源电压,电流和故障条件,对此理解板眼在不同场景作文300字下的精壮情况和功耗至关重要的同义词,FPGA是整个阳电子板眼的核心力量。将这种理解和微调功能结合起来,可以避免为最坏的晴天霹雳设计电源,为此节省成本费用利润率和功率。此外。潜在的板眼故障可能表现为FPGA功耗异常,为此在盖板或板眼发生故障有言在先让主机输出设备或保修人员赶紧发现问题。电压监测需要使唤ADC,而电流监测还需要使唤电平偏移电路将高电平电流实测电压撤换为接地基准电压;比如,如图所示传送皮带3所示,通过使唤跨导监听器。

图3.用于监测POL电源输出电压,电流和功率的一种分立式生化分析仪电路有用培训方案。

  虽然我们还未探讨故障管理,但看了这一长串要求从此,您可能已头晕脑胀。当POL输出面世欠压或过压时,即在有效的电压窗口范围外时,会面世哪门子晴天霹雳?合宜只关闭故障电源?还是合宜也关闭其他电源?如何摒除导致板眼板关断的故障?

  我们可以看到,FPGA的电源板眼管理很快会变得特有复杂。为此分流对基本的FPGA应用的关注。经意,FPGA的电源树只是数目字处理盖板上整个电源板眼的某些。上述绝大多数要求也适用于其他数目字器件,比如ASIC,SoC和微电脑。我们所需的是一个三三两两,可扩大且灵活的电源板眼管理飞凌开发板。

  数目字电源板眼管理

  ADI公司提供数目字电源板眼管理(DPSM)器件产品,以知足数目字处理盖板中复杂的电源板眼要求。DPSM器件可提供或不提供并轨DC/DC撤换,以替代POL稳压器。或者与旧有的POL稳压器配合使唤。电源板眼管理器不提供DC/DC撤换,对此由开关或LDO稳压器三结合的旧有模拟电源板眼,可增加数目字监测和控制功能。使唤单个器件(比如LTC2980),可对16个POL稳压器实施微调,监测,电源监控,故障记录和故障管理。可以混合和联姻使唤不同通道业务数器件(2,4,8或16个通道业务)。以管理数百个供热轨。双通道业务LTC2972 是该系列的农行理财产品流行性。它提供了一种三三两两的入门飞凌开发板,可监测和控制此类电源板眼中两个女匪王最重要的供热轨; 比如,FPGA内核供热轨和附有供热轨。

  双通道业务电源板眼管理器

  LTC2972是一款双通道业务电源板眼管理器。ASIC和食品垃圾处理器价格盖板增加了基于软件的全面监测,控制和黑盒故障记录功能。可增速产品上市,提升板眼可靠性实验,以及优化盖板功耗(图4)。使唤说得着的16位ADC对POL电源输出电压实施微调,裕量调节和监测,总非调整偏差(TUE)为0.25%,以提升盖板的功率和长期性能。因为能够严格控制POL输出电压。实现±0.25%的精密度,所以在负载瞬态(在±3% FPGA供热轨规格是哪门子下,精密度为±2.75%)中间有很大的裕量,为此大幅减去所需的旁路电容并释放盖板空间。电源输出电流使唤实测电阻。或者电源的IMON输出进行测量。电压和电流测量值在之内进行乘法演算,提供POL输出功率读数。

图4.LTC2972是一款双通道业务电源板眼管理器,提供中间总线电源监测和POL输出功率监测

  LTC2972内置电源监控和EEPROM故障记录功能。通过将时间延迟写入之内寄存器或使唤级联电源大好古奇加v信号qbydsb来完事时序控制。当POL输入电压,输出电压和温度以数目字艺术相距可设置阈值上下时艰,专用全速我的天地比较器发出故障古奇加v信号qbydsb。故障触发EEPROM黑盒记录。简化故障分析。并提供有关他日板眼改进的连带见解。第一个故障命令提供关于板眼故障原因的更多信息。故障信息可灵活传播到其他电源或其他DPSM器件。

  LTC2972支持对POLmp3撤换器的中间总线输入实施电压,功率和电能监控。为了管理。优化和降低盖板功耗,进而降低累加器和数据元素中心的散热和公用装具成本费用利润率,必须监测盖板功率和电能使唤情况。LTC2972通过PMBus接口(与电源管理和mp3撤换器件通信的家政中国行业信息网标准)两便地提供输出电能(单位:焦耳)和运行时间,以减去繁重的轮询和计较任务。将LTC2972与POL输出电压,电流和功率那些数目字测量值结合使唤,就可以长期监测电源板眼的撤换机械效率公式。

  每个通道业务都配有可编程电源大好引脚或洋为中用输入/输出(GPIO)引脚。LTC2972与其他电源板眼管理器连接,可实现两个女匪王以上供热轨的时序和故障管理。使唤通过I2C/SMBus接口传输的兼容PMBus命令,可对电源板眼实施灵活编程和数据元素回读。配置在支持ADI所有DPSM产品的LTpowerPlay?开发环境下完事(参见图5)。采用所需的应用一定配置进行之内EEPROM编程后,就无需为实现自动运行而作文软件机器语言。

图5.适用于DPSM产品的LTpowerPlay开发环境:无需为实现自动运行而作文机器语言。

  结论

  FPGA广泛应用于各族阳电子板眼,乃至取代ASIC,但其周围具有复杂的电源板眼。ADI公司提供多种DPSM产品来襄助简化电源板眼管理。假若您以前从未用过DPSM,您可以试试LTC2972,这是一款入门级产品,能够解决数目字处理盖板上复杂的电源板眼问题。

  作者简介

  Pinkesh Sachdev是ADI公司的电源板眼管理(PSM)产品临床应用晴天霹雳技士。他拥有印度人看中国理工学院(印度人看中国孟买往事)电气机械工程学士学位以及斯坦福大学电气工程法律硕士。

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