使用Altera PDN工具优化供电网络设计

下载
ID 683155
日期 7/08/2015
Public
文档目录
文档目录 x
1. 使用Altera PDN工具优化供电网络设计
1. 使用Altera PDN工具优化供电网络设计 x
1.1. 较差PDN的影响 1.2. PDN电路拓扑 1.3. 估算您FPGA设计的电流要求 1.4. 计算Ztarget 1.5. 设计实例 1.6. PDN设计优化性研究 1.7. 文档修订历史
1.3. 估算您FPGA设计的电流要求 x
1.3.1. FPGA功能块 1.3.2. 时钟频率 1.3.3. GPIO 1.3.4. 收发器 1.3.5. 数据码型
1.6. PDN设计优化性研究 x
1.6.1. 初始叠层输入 1.6.2. 使用正确数目的电源/接地过孔对 1.6.3. 使用正确数目的电源/接地过孔对及分层数 1.6.4. 正确的电源/接地过孔对数目和分层数目 1.6.5. 移动电源到最佳层 1.6.6. 将电源平面和地平面叠层尽可能靠近 1.6.7. 将去耦电容器移动到PCB顶层表面 1.6.8. 使用X2Y去耦电容器 1.6.9. 使用超低ESR大容量电容器 1.6.10. 交换在9层的VCC与在4层的VCC，VCCT_GXB，和VCCR_GXB 1.6.11. 评估可能需要的总电容量 1.6.12. 使用内核时钟频率及电流上升周期参数 1.6.13. 综述设计研究中电容器的节省 1.6.14. 综述摘要 1.6.15. 参考文献
1. 使用Altera PDN工具优化供电网络设计

1.4. 计算Ztarget

PDN应该具有足够低的目标阻抗（Ztarget）以满足电压纹波要求数低于最多动态电流要求。

图 2. Ztarget公式

此公式表示为：

  • Ztarget随着电压轨的减小而减小
  • Ztarget随着允许的电压纹波减小而减小
  • Ztarget随着动态电流的增大而减小

需要付出非常大的努力去充分设计PDN才可实现极低的目标阻抗。

为FPGA内核(VCC)，收发器VCCR_GX，VCCT_GXB电源进行PCB去耦是具有挑战性的。低电压，高电流，VCC电源会导致低目标阻抗。收发器VCCR_GXB和VCCT_GXB电源的电流低于VCC电源，但VCC电源具有低纹波需求所以其目标表阻抗低。

假设要求如下，可针对下列VCC, VCCR_GXB, and VCCT_GXB情况计算Ztarget。在PDN工具的介绍选项卡中找到建议的电流瞬变百分比（current transient %），和允许的纹波百分比（ripple %）。

表 1.  VCC，VCCR_GXB，和VCCT_GXB电源的Ztarget计算

电源名称

标称电压（Nominal Voltage） (V)

可允许的纹波（%）

Imax（A）

电流瞬变（%）

目标阻抗（mR）

VCC

0.9

5

30

50

3

VCCR_GXB

1.0

3

6

30

16.67

VCCT_GXB

1.0

2

2

50

20

当共享电源轨具有不同电流要求（例如VCCR_GXB和VCCT_GXB）时，可能出现更多挑战。VCCR_GXB电源的较高 IMax，低纹波，和VCCT_GXB电源高电流瞬变的最坏情况组合能创造非常低的目标阻抗。使用PDN工具中的x or x/related选项，通过估算同步与非同步电流切换，来帮助减少去耦负担。

本应用笔记中，认为VCCR_GXB和VCCT_GXB电源各自独立，因为这样会导致去耦方案中仅使用少量PCB去耦电容器。

本应用笔记着重于具有低目标阻抗，且需要花费较多精力去耦的FPGA VCC，VCCT_GXB，和VCCR_GXB电源。Altera建议您分析所有设计电源的性能。

二级标题

本页面上的信息是否对您有用？

剩余字符数:

反馈消息