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數(shù)字電源為FPGA帶來高效率

2014-12-16 21:59:12 本站原創(chuàng)

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電源的發(fā)展方向可以歸結(jié)為三方面：一是小型化;第二是高效、高可靠性;第三是智能化或者數(shù)字化。其中數(shù)字化尤為重要。因為隨著數(shù)字負載變化，無論是手機、通信設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、汽車等的處理器的性能大大增強了，另外其電壓數(shù)值也大大降低了。例如，以前一個FPGA的內(nèi)核電壓供電是2V或者1V，現(xiàn)在很多FPGA的核心電壓只有0.9V或0.8V。如何確保你的電源穩(wěn)壓器能夠輸出如此低的電壓值，同時又能夠達到0.5%或者1%的電壓穩(wěn)壓精度?挑戰(zhàn)在于電壓精度越來越難實現(xiàn)，例如1V電壓，若達到0.5%精度，需要穩(wěn)壓的電壓值只有5mV，很可能一個噪聲或紋波就可能要達到5mV。而傳統(tǒng)的模擬控制環(huán)境很難實現(xiàn)這么高的穩(wěn)壓精度，或者在時效上有一些誤差。只有通過數(shù)字化的電源管理可以解決這一點。

　　另外，處理器和器件的工作性能增強之后，使得數(shù)字負載的變化比以前更為復(fù)雜了。例如，移動設(shè)備往往是電池供電，所以有很長的時間屬于靜態(tài)或者睡眠模式。數(shù)字負載在正常工作、睡眠狀態(tài)或其他工作模式下所需的電壓是不同的，如何去監(jiān)控負載的變化從而能夠提出一個符合它要求的穩(wěn)壓精度和電流?這只有數(shù)字電源能做到。因為數(shù)字電源里面集成了數(shù)字內(nèi)核，有通信的接口和主處理器相連，可以和主處理器進行雙向通信。

　　量身定制的數(shù)字電源更具優(yōu)勢

　　不久前，Altera在亞太地區(qū)的14個城市舉辦Altera 2014年度技術(shù)巡展，展示了Altera最新的FPGA、SoC及Enpirion電源解決方案。其中，Arria 10和Enpirion的30A digital powerSOC with PMbus 可以搭建一個智能平臺，FPGA把需求指令發(fā)給電源芯片，電源芯片里有DSP內(nèi)核，DSP處理器會對這個指令進行分析和運算，然后給出符合主處理器所需要的核心電壓供電，從而使電源幫助主芯片乃至整個系統(tǒng)降低靜態(tài)損耗。Altera的Enpirion電源產(chǎn)品中國區(qū)高級業(yè)務(wù)經(jīng)理張偉超先生說，測試標明，該方案可以幫助靜態(tài)功耗降低40%。當然，這離不開Altera于2013年5月收購的Enpirion公司的功勞，收購后，Enpirion為Altera FPGA提供了定制化的解決方案，把最新的電源通信接口標準——PMBus V1.2及SmartVoltage ID帶入Altera的Arria 10等新型FPGA中，可實現(xiàn)真正的自適應(yīng)的數(shù)字控制環(huán)路。