為 FPGA 提供負載點 (POL) 電源的電壓輸入軌的激增使電源設計更具挑戰性。因此，封裝電源模塊在電信
、雲(yun)計(ji)算(suan)和(he)工(gong)業(ye)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)使(shi)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)
，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)作(zuo)為(wei)獨(du)立(li)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)。它(ta)們(men)比(bi)分(fen)立(li)式(shi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)更(geng)易(yi)於(yu)使(shi)用(yong)
，並(bing)且(qie)對(dui)於(yu)經(jing)驗(yan)豐(feng)富(fu)的(de)和(he)新(xin)手(shou)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)來(lai)說(shuo)都(dou)可(ke)以(yi)加(jia)快(kuai)上(shang)市(shi)時(shi)間(jian)。模(mo)塊(kuai)包(bao)括(kuo)所(suo)有(you)主(zhu)要(yao)組(zu)件(jian)——PWM 控製器
、FET、電感器和補償電路——隻有創建整個電源所需的輸入電容器和輸出電容器。 

本文討論 FPGA 參考設計生成器，並引導您完成為 POL 選擇 FPGA、所需的電源軌、背板和數字電源模塊的步驟。我們將重點介紹用於配置、驗證和監控 FPGA 電源架構的圖形用戶界麵 (GUI)，我們將解釋 GUI 的排序功能
，以便為電壓軌加電，並選擇電源順序和上升和下降時間。

電源軟件工具

FPGA 製造商提供各種工具
，幫助在電源規劃階段估算電源需求。這些工具考慮了設備選擇、架構評估和熱建模，以得出估計的解決方案。例如，電源設計人員可以在預設計和預實現階段使用Xilinx Power Estimator (XPE) 工具。然後，電源管理供應商從 XPE 中獲取結果
，並使用該信息為電源組件選擇提供必要的指導。

由於可編程 FPGA 在規劃階段是一個變量，因此可以為根據 FPGA 利用率而變化的設備係列建立經驗法則。低、中和高利用率估算值可以幫助確定這些條件下的電力需求。表 1 分解了 Virtex 7 FPGA 的低
、中和高電流估計的功率要求。

表 1：Virtex 7 FPGA 的電源要求。

使用表 1 圖表作為我們的指南

，我們可以選擇各種選項，例如模擬分立或模塊解決方案以及數字分立或電源模塊解決方案。FPGA Reference Design Generator等工具使您可以輕鬆地為目標 FPGA 硬件選擇解決方案。隻需選擇 FPGA 供應商
、FPGA 係列
、當前要求、所需背板和感興趣的解決方案。然後，該工具會提供與所需解決方案相關的所有必要設計資料，包括設計原理圖
、布局、BOM 和框圖。 

 圖 1： FPGA Reference Design Generator 為您的設計找到合適的 Intersil 功率器件。

對於高性能應用，您可能希望盡量減少花在電源上的時間，而將注意力集中在 FPGA 上開發應用。在高性能係統中

，沒有設置 FPGA 代碼，FPGA dejiejuefangandaimatongchanghuiyousuobutong。shiyongjiyumonidedianyuanjiejuefangan，nindedabufenshijianjianghuazaizhongxinshejidianganqiyijizhongxinjisuanbuchangwangluoshang，yibaochidianyuandexingneng。jisuandangranxuyaoshijian，zaimouxieqingkuangxia，zhekenengyiweizhezhongxinshejidianganqi。ciwai，ruguofengzhuangchicunfashengbianhua，ninkenenghaixuyaohuafeiewaideshijianzhongxinsheji PCB。使用一些數字解決方案，例如 ISL827xM，您不必重新設計電感器或重新計算補償網絡；

的電源 IC 供應商提供模擬和數字解決方案，包括電源模塊
，為您提供多種選擇來評估權衡。例如，您可以為 Virtex 解決方案的固定軌選擇ISL85003 3A 開關降壓穩壓器
，然後使用數字電源模塊來支持各種 Virtex 器件選項。在某些情況下，電源軌不僅為 FPGA 供電
，還為應用中的其他設備供電。在我們的示例中，我們將為所有三個電壓軌使用數字解決方案。我們將使用ISL8270M 25A 數字電源模塊，並將ZL2102 6A 數字集成降壓穩壓器用於其餘軌。

取決於您的電路板啟動和測試策略。Intersil 的PowerNavigator GUI 軟件將有助於加速硬件的啟動、測試和終確定。ISL8270M 和 ZL2102 都提供評估板
，這些評估板可以連接在一起
，然後使用 USB 轉 PMBus 接口進行設置以滿足您的特定應用要求。圖 2 顯示了處於離線模式的 PowerNavigator 工具
，可供我們插入硬件並進行配置設置選擇。我們將在啟動階段使用這些設置來分段測試和驗證設計。

圖 2：PowerNavigator GUI 簡化了高密度電源係統的設計。