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文档介绍

关于Virtex-7FPGA的电源需求深度探析

在规划电源系统时,设计人员必须考虑电压轨、电压电平以及大电流需求。负载点转换器将是重要组件。

随着半导体公司不断推出更加高级的器件,电路设计人员要找到确保其设计支持最高性能的最佳途径、充分发挥这些全新IC的优势,将不断面临各种挑战。为了充分发挥最高级FPGA器件的最佳性能,在系统中创建稳健可靠的电源是一经常被忽视,却又至关重要的步骤。

(赛灵思)7系列FPGA可提供前所未有的低功耗与高性能以及移植设计的便捷路径。该创新系列FPGA采用28纳米TSMCHPL(高性能低功耗)工艺,与同类竞争FPGA相比,功耗锐降50%。

但随着FPGA容量与性能的提升,FPGA的I/O资源正日益成为主要性能瓶颈。虽然实际(晶体管)数量每年都在翻番,但FPGA晶片尺寸却或多或少地保持不变。这对将信号从芯片输入输出的I/O来说是个问题,因为I/O只能以线性方式增长,这为设法创建更大带宽系统的设计人员带来了大量的布局、信号完整性以及功耗挑战。为解决这些问题,赛灵思在其业界一流的器件中采用极其高级的数千兆位(收发器)(MGT)I/O模块。例如,Vir(te)x-7HTFPGA使用96个13.1Gbps收发器集提供2.78Tbps的最大带宽。

随着FPGA的功能日益强大,电源要求也变得更加复杂。对于当前设计而言,各团队必须考虑对应每个电路与功能模块的多个电压轨、电压电平以及大电流需求。下面我们将深入讨论有关Virtex-7FPGA的电源需求。

输出电压设置的准确性

随着半导体制造工艺技术的不断发展,半导体的密度与性能,尤其是FPGA的密度和性能,取得了长足发展。同时,半导体公司也一直在降低其器件的核心电压。

这两个因素进一步为电源设计带来了挑战,使设计人员难以选择合适的电源电路。电路板布局与制造技术不足以管理几毫伏内的电压,但电源系统必须具备可测量的准确性

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