在硬件电路规划中,每一个IC芯片都有相应的电源端口对其供电,以驱动IC进行作业。关于一般的IC芯片,极大部分都是由单电源3.3V电压供电,且输出的高电平电压也是3.3V,例如MCU和存储器等常用的芯片。可是关于FPGA则否则,可编程逻辑的特性赋予了它容纳万物的才能,终究成为一个需求多电源供电的芯片,那关于FPGA的电源电压品种,到底有多少呢?
1. FPGA供电电压
一颗FPGA芯片一般需求多个电压,例如Xilinx的新一代的A7、K7、V7等系列的芯片,能够多达6个电压,分别是3.3V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V、1.0V。
关于FPGA,其电压类型一般是以下3种:
(1)中心电压Vccint,该电压一般较低,现在常用的是1.2V。中心电压用于给FPGA的内部各种逻辑供电,即芯片的晶体管开关是有中心电压供给。当内部逻辑作业时钟速率越高,运用逻辑资源越多,则中心电压供电电流会更大,可高达几安,此刻芯片必定会发烫,需求散热装置辅佐散热。别的,中心电压Vccint并非一定是1.2V,该电压跟着FPGA工艺的开展从5V、3.3V、2.5V、1.5V、1.2V逐渐变小,详细数值需查找对应的芯片数据手册。
(2)IO电压Vccio,该电压望文生义,便是驱动IO管脚的电压。由于FPGA常常要与多种不同电平接口的芯片通讯,所以都会支撑十分多的电平规范,这也是它的灵活性体现。FPGA为了能和多种不同的电平规范接口芯片通讯,Vccio一般以Bank为界,相互之间是独立的,即一个Bank块只能存在一种IO电压。一颗FPGA芯片具有多个Bank块,每个Bnak能够与一种电平接口芯片通讯,如Bank34与3.3V的MCU通讯,Bank35与2.5V的DDR芯片通讯。
(3)辅佐电压Vccaux,FPGA并非一个单纯的数字逻辑芯片,内部也带有一些模仿组件,比方Xilinx的DCM数字时钟办理组件、高级点的FPGA还有高速串并转换器serdes、温度监控器材等这些模仿器材,这些模仿器材对电源噪声要求很高,所以需求一个独立安稳的电源进行供电。Vccaux便是为这些模仿器材供给电压,别的Vccaux还能够给部分IO供电,像JTAG等,详细需求参阅对应的数据手册。
2. FPGA电压监控
Xilinx的7系列芯片均供给有内部的温度、电压监控组件(IP核XADC Wizard),用户能够经过读取对应寄存器值来监控电压值,判别芯片是否作业正常。(Altera不知道有没此功用,哪位仁兄知道能够奉告下哈)
如上图所示,xadc核能够设置三种电压的阈值,然后进行监控,当电压超越限定值便会报警,用户只需读取状况标志寄存器或许对应的电压寄存器便能够知道当时电压值是否正常。经过软件操控,对这三个电压进行监控能够做到毛病及时反应,起到对器材维护与毛病的扫除,这对项目开发是很有协助的。
3. 总结
FPGA是一款多电源芯片,这赋予了它能与多种接口通讯的优势与灵活性,可是在电源规划上却也需求愈加的慎重。假如电源电压不对应,轻则通讯不成功,重则或许焚毁芯片,所以作为一名开发工程师,在规划时有必要认真对待。