最新FPGA所需求的電源IC

近年來(lái)，電子設(shè)備(應(yīng)用)的多樣化與高性能化以驚人的速度不斷發(fā)展?？梢哉f(shuō)，這種趨勢(shì)使各產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期縮短，并給半導(dǎo)體技術(shù)帶來(lái)了巨大的發(fā)展空間。

在這種背景下，被稱(chēng)為FPGA的LSI為電子設(shè)備的開(kāi)發(fā)作出了巨大貢獻(xiàn)，它比以往任何時(shí)候更引人關(guān)注，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

1.何謂FPGA

FPGA為Field Programmable Gate Array的縮寫(xiě)，意為在現(xiàn)場(chǎng)(Field)、可擦寫(xiě)(Programmable=可編程)的、邏輯門(mén)(Gate)呈陣列(Array)狀排布的半定制LSI，簡(jiǎn)言之，即“后期電路可擦寫(xiě)邏輯元件”。

產(chǎn)品售出后也可進(jìn)行再設(shè)計(jì)，可順利進(jìn)行產(chǎn)品的更新以及新協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)對(duì)。這是制成后內(nèi)容即被固定的ASIC (Application Specific Integrated Circuit：特定應(yīng)用定制IC)和ASSP (Application Specific Standard Product：特定應(yīng)用的功能專(zhuān)業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)、市售IC)所沒(méi)有的、只有FPGA才具備的特點(diǎn)。

FPGA不僅具備可再編程的靈活性，隨著近年來(lái)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)PGA的高集成度、高性能化、低功耗化、低成本化也在不斷進(jìn)步，F(xiàn)PGA已經(jīng)逐漸具備了與ASIC和ASSP同等程度的功能，因此，在各種電子設(shè)備中的應(yīng)用日益廣泛。

2.FPGA所需求的電源規(guī)格

ROHM于今年7月開(kāi)發(fā)出并發(fā)布了對(duì)應(yīng)最新FPGA的、即Xilinx公司生產(chǎn)的28nm制程7系列的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓控制器“BD95601MUV(1ch)”、“BD95602MUV(2ch)”。另外，還開(kāi)發(fā)出用于AVNET Internix公司FPGA用開(kāi)發(fā)套件(Mini

Module Plus)(照片1)的電源模塊板。(照片2)

照片1：AVNET Internix公司生產(chǎn)的FPGA用開(kāi)發(fā)套件(Mini Module Plus)

照片2：ROHM電源模塊板

這兩種成為參考設(shè)計(jì)的電源IC性能非常好，而且通用性強(qiáng)，不僅可用于FPGA，還可在更廣泛的應(yīng)用中使用。

最近的高端FPGA(此次AVNET Internix公司的開(kāi)發(fā)套件為Xilinx Kintex-7用)，由于其制程工藝的微細(xì)化以及與其相應(yīng)的低電壓化、內(nèi)核部與接口部的電源分離以及數(shù)字電路與模擬電路的混裝等多電源化，必然需要先進(jìn)的電源管理。電壓精度當(dāng)然要求低波紋，而且要求具備投入時(shí)序管理和優(yōu)異的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)性能。圖1為ROHM電源模塊的輸出結(jié)構(gòu)，表示生成上述項(xiàng)目的各開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓控制器與電壓/電流。

圖1：電源模塊的輸出結(jié)構(gòu)與FPGA的電源要求

這種模塊需要內(nèi)部電路、I/O、RAM、收發(fā)器用等共8種電壓。以?xún)?nèi)部電路用VCCINT為例，電壓精度為±3%。

系統(tǒng)電壓等通常為±5%，因此，僅從比例考慮的話±3%可視為稍微苛刻的要求，但按實(shí)際的容許電壓考慮的話：3.3V±3%為3.3V±99mV，VCCINT=1.0V±3%為1.0V±30mV

即、VCCINT的容差僅為±30mV，當(dāng)電壓較低時(shí)，實(shí)際的容許電壓值要求嚴(yán)格。這對(duì)于具有波紋電壓的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)是非?？量痰臈l件，如果負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度不夠快，也很容易超出容許范圍。對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)低電壓高電流輸出、高精度高穩(wěn)定性是巨大的課題。另外，不僅是電源精度，對(duì)于多數(shù)電源來(lái)說(shuō)，都已詳細(xì)規(guī)定了電源上電時(shí)序、斷電時(shí)序，不滿(mǎn)足這些要求就會(huì)發(fā)生FPGA不啟動(dòng)等問(wèn)題。

―實(shí)現(xiàn)高速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的ROHM開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓控制器―

使這些FPGA可靠地啟動(dòng)、穩(wěn)定地工作的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓控制器“BD95601MUV(1ch)”、“BD95602MUV(2ch)”的主要規(guī)格如下。

【特點(diǎn)】

?采用ROHM獨(dú)創(chuàng)的可高速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的H3RegTM控制方式

?最高效率達(dá)95%以上

?可選擇輕負(fù)載時(shí)進(jìn)行間歇脈沖控制的輕負(fù)載模式、重視低波紋控制的PWM連續(xù)控制模式、輕負(fù)載時(shí)防嘯叫控制的靜音輕負(fù)載模式

?搭載實(shí)現(xiàn)多種電源時(shí)序的可調(diào)軟啟動(dòng)端子、P.G.輸出端子