基于FPGA应用设计优秀电源管理解决方案

为FPGA应用设计优秀电源管理解决方案不是一项简单的任务，相关技术讨论有很多。本文一方面旨在找到正确解决方案并选择最合适的电源管理产品，另一方面则是如何优化实际解决方案以用于FPGA。

找到合适的电源解决方案

寻找为FPGA供电的最佳解决方案并不简单。许多供应商以适合为FPGA供电的名义推销某些产品。为FPGA供电的DC-DC转换器选择有何特定要求？其实并不多。一般而言，所有电源转换器都可用来为FPGA供电。推荐某些产品通常是基于以下事实：许多FPGA应用需要多个电压轨，例如用于FPGA内核和I/O，还可能需要额外的电压轨来用于DDR存储器。将多个DC-DC转换器全部集成到单个稳压器芯片中的PMIC（电源管理集成电路）常常是首选。

一种为特定FPGA寻找优秀供电解决方案的流行方法是使用许多FPGA供应商都提供的已有电源管理参考设计。这对于优化设计来说是一个很好的入门方式。但此类设计往往需要修改，因为FPGA系统通常需要额外的电压轨和负载，这些也需要供电。在参考设计上增加一些东西常常也是必要的。还有一件事需要考虑，那就是FPGA的输入电源不是固定的。输入电压在很大程度上取决于实际的逻辑电平以及FPGA所实现的设计。完成对电源管理参考设计的修改之后，它看起来将与最初的参考设计不同。可能有人会辩称，最好的解决方案是根本不用电源管理参考设计，而是直接将所需的电压轨和电流输入到电源管理选型与优化工具中，例如ADI公司的 LTpowerCAD等。

图1. 通过LTpowerCAD工具选择合适的DC-DC转换器来为FPGA供电。

LTpowerCAD可用来为各个电压轨提供电源解决方案。它还提供一系列参考设计，以让设计人员快速入门。LTpowerCAD可以从ADI公司网站免费下载。

一旦选择了电源架构和各个电压转换器，就需要选择合适的无源元件来设计电源。做这件事时，需要牢记FPGA的特殊负载要求。

它们分别是：

各项电流需求