近年来,电子设备(运用)的多样化与高功用化以惊人的速度不断开展。可以说,这种趋势使各产品的开发周期缩短,并给半导体技能带来了巨大的开展空间。
在这种布景下,被称为FPGA的LSI为电子设备的开发作出了巨大贡献,它比以往任何时候更引人注重,市场规模不断扩大。
1.何谓FPGA
FPGA为Field Programmable Gate Array的缩写,意为在现场(Field)、可擦写(Programmable=可编程)的、逻辑门(Gate)呈阵列(Array)状排布的半定制LSI,简言之,即“后期电路可擦写逻辑元件”。
产品售出后也可进行再规划,可顺利进行产品的更新以及新协议规范的应对。这是制成后内容即被固定的ASIC (Application Specific Integrated Circuit:特定运用定制IC)和ASSP (Application Specific Standard Product:特定运用的功用专业化的规范、市售IC)所没有的、只要FPGA才具有的特色。
FPGA不只具有可再编程的灵活性,跟着近年来技能的开展,FPGA的高集成度、高功用化、低功耗化、低成本化也在不断进步,FPGA现已逐步具有了与ASIC和ASSP平等程度的功用,因而,在各种电子设备中的运用日益广泛。
2.FPGA所需求的电源规范
ROHM于本年7月开宣布并发布了对应最新FPGA的、即Xilinx公司出产的28nm制程7系列的开关稳压操控器“BD95601MUV(1ch)”、“BD95602MUV(2ch)”。别的,还开宣布用于AVNET Internix公司FPGA用开发套件(Mini
Module Plus)(相片1)的电源模块板。(相片2)
相片1:AVNET Internix公司出产的FPGA用开发套件(Mini Module Plus)
相片2:ROHM电源模块板
这两种成为参阅规划的电源%&&&&&%功用十分好,并且通用性强,不只可用于FPGA,还可在更广泛的运用中运用。
图1:电源模块的输出结构与FPGA的电源要求
最近的高端FPGA(此次AVNET Internix公司的开发套件为Xilinx Kintex-7用),因为其制程工艺的微细化以及与其相应的低电压化、内核部与接口部的电源别离以及数字电路与模仿电路的混装等多电源化,必定需求先进的电源办理。电压精度当然要求低波纹,并且要求具有投入时序办理和优异的负载瞬态呼应功用。图1为ROHM电源模块的输出结构,表明生成上述项目的各开关稳压操控器与电压/电流。
这种模块需求内部电路、I/O、RAM、收发器用等共8种电压。以内部电路用VCCINT为例,电压精度为±3%。
体系电压等一般为±5%,因而,仅从份额考虑的话±3%可视为略微严苛的要求,但按实践的容许电压考虑的话:3.3V±3%为3.3V±99mV,VCCINT=1.0V±3%为1.0V±30mV即、VCCINT的容差仅为±30mV,当电压较低时,实践的容许电压值要求严厉。这关于具有波纹电压的开关稳压器来说是十分严苛的条件,假如负载瞬态呼应速度不够快,也很简单超出容许规模。关于电源来说,完成低电压高电流输出、高精度高稳定性是巨大的课题。
别的,不只是电源精度,关于大都电源来说,都已具体规则了电源上电时序、断电时序,不满足这些要求就会产生FPGA不发动等问题。
D完成高速负载瞬态呼应的ROHM开关稳压操控器D
使这些FPGA可靠地发动、稳定地作业的开关稳压操控器“BD95601MUV(1ch)”、“BD95602MUV(2ch)”的首要规范如下。
【特色】
?选用ROHM首创的可高速负载瞬态呼应的H3RegTM操控方法
?最高功率达95%以上
?可选择轻负载时进行间歇脉冲操控的轻负载形式、注重低波纹操控的PWM接连操控形式、轻负载时防啸叫操控的静音轻负载形式
?搭载完成多种电源时序的可调软发动端子、P.G.输出端子
?搭载各种维护功用(OCP、SCP、UVLO、TSD)
【规范概要】
参见表1。基本上,两种产品都是高效同步整流的降压型操控器,不只在重负载时的功率高,轻负载时的功率
也很高。规范电压为0.75V/0.7V,适用低电压,±1%的精度关于前述的±3%的精度来说具有充沛的余量。不只
如此,经过ROHM首创的H3RegTM操控形式完成了高速负载瞬态呼应(图2),十分合适用作FPGA电源。
表1:BD95601MUV(1ch)、BD95602MUV(2ch)的规范概要
图2:负载电流急剧变化也可用最小限的电压降完成高速负载瞬态呼应
【高速负载瞬态呼应H3RegTM操控】
为了进步负载瞬态呼应的速度,有一种解决方案是运用稳定导通时刻操控,但H3RegTM操控是进一步进步负载
急剧变化时的瞬态呼应速度的、改进型(改进形)稳定导通时刻操控方法(图3)。
图3:ROHM首创的高速负载瞬态呼应H3RegTM操控
?为了与内部电压操控比较器输入的规范电压(REF)进行比较,将被分压的输出电压反馈给FB引脚;
?在正常运转中,H3RegTM操控器一旦检测到FB引脚的电压低于REF电压,在下述公式规则的时刻(tON)之
内,导通高边MOSFET的栅极(HG),使输出电压上升;
……(公式)
?tON后HG一旦关断,低边MOSFET的栅极(LG)导通,FB引脚电压开端下降,当与REF电压到达共同时关