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[转载] FPGA收发器性能与电源分布(PDN)设计详细介绍

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发表于 2021-7-7 17:19:05 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
面向收发器 (SERDES) FPGA 的 PDN 设计对电源有严格的要求,需要干净的电压源。虽然低功耗应用中通常采用低泄漏 (LDO) 线性稳压器,但这一方法必须仔细的隔离电压源。电路板设计人员在这些应用中必须全面考虑电压源隔离和电压源共享问题。隔离度较高时,会增加稳压器的数量,而太多的共享则会影响性能。如果 PDN 稳压不够,那么,收发器的性能会受到很大影响。因此,正确的选择稳压器和电源配置对于实现最佳收发器性能非常重要。

1.线性稳压器和开关稳压器比较
传统上,电路板设计人员在低电流、低噪声和电路板空间有限的情况下使用线性稳压器,而使用开关稳压器来提高功率,增强效率。这种指导原则在很多情况下是适用的,但是,随着开关稳压器设计的进步,现在它在很多应用中可以替换线性稳压器。这一部分阐述线性稳压器和开关稳压器之间的不同,提供每一类稳压器的实例,介绍开关稳压器技术的进步。
线性稳压器具有较低的输出噪声,比较容易实现,需要较少的支持元件,能够很快的响应负载变化,而且成本低于开关稳压器。但是,随着功率需求的增大,线性稳压器无法有效的输出大电流。典型的开关稳压器能够有效的输出大电流,但通常需要多个支持元件,会带来噪声代价。开关稳压器设计不断发展,现在能够支持开关稳压器来替代线性稳压器。

2.FPGA 电源隔离指南
典型的 FPGA 器件含有很多电源线,甚至需要更多的电源线对噪声敏感的 SERDES 收发器进行供电。例如,表 2 显示了所推荐的 Altera 收发器 Stratix IV GX FPGA 器件电源线隔离方案。虽然这一 FPGA 中有很多电源线,但是,取决于具体设计,某些电源线共用了同一稳压器。然而,由于噪声和性能问题,需要对这些电源线进行隔离。设计人员必须严格按照生产商的建议进行设计,以满足电源要求。一些对噪声敏感的电路需要低噪声电源。如果在关键区域不能提供干净的电源,那么将影响抖动发生和 PLL功能。

3.推荐的单片封装解决方案
凌力尔特技术公司、国家半导体公司以及 Intersil 公司提供单片封装解决方案,在封装中集成了 DC/DC 控制器、电感和电源 MOSFET。供应商一般会为测试各种类型的稳压器提供评估板。Altera 建议您在进行选择之前使用这类电路板来评估所需电源的性能。

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发表于 2021-9-1 15:11:04 | 显示全部楼层 来自 上海市
谢谢分享
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发表于 2021-9-8 08:55:46 | 显示全部楼层 来自 浙江省杭州市
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发表于 2021-12-12 11:35:51 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
好资料 学习了
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发表于 2021-12-12 15:16:03 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市罗湖区
看下,谢谢分享
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发表于 2022-2-7 17:43:39 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
谢谢楼主分享
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