在一切的电子设备和产品中，都不乏电源办理IC的“身影”。跟着数字高速IC技能和芯片制作工艺技能的一起高速开展，高功用电源IC“助阵”的效果显得愈加重要。而一日千里的电子产品运用、环保绿色节能需求的鼓起也对电源IC提出了更高的要求，催生新一代高集成度、高功用和高能效电源办理IC的需求，亦成为电源办理IC厂商永久的任务。
电源IC需“涨姿态”
据市调组织iSuppli估计，2016年电源办理IC商场估计将到达387亿美元，消费电子、网络通讯、移动互联范畴都是首要的运用商场，轿车电子、新能源范畴也逐步发力。在运用驱动和技能进步的效果下，对电源IC的技能要求也不断走高。并且跟着运用的不断立异，电源IC的商场也呈现出需求多样化，运用细分化，更多高功用电源IC的商场需求也不断深化以及扩展化，更好地为满意体系立异，功用进步而服务。
一方面，伴跟着半导体工艺技能的不断晋级，PCB板上的芯片和元器材功用更高、运转速度更快、体积更小，唆使电源办理IC供给更低更精准的核电电压以及更大的供电电流、更严厉的电压反应精度、以及更高的功率功用。另一方面，电源办理IC运用范畴不断扩张和深化，完结更优异的操控功用、更智能的操控环路，更快速的动态呼应特性，更简化的外围布局规划等都“不行或缺”。电源办理IC想要“拿得出手”，都需直面这些难题。
Altera电源业务部商场总监Mark Davidson表明，为了协助客户处理这些应战和简化规划，数字化、模块化、智能化电源IC等已是必然之势。
他举例说，就拿FPGA客户来说，电源办理已日益成为一个战略性的竞赛优势，特别是在通讯、核算以及工业运用等范畴。跟着FPGA和SoC的不断开展，规划人员鄙人一代嵌入式体系中增加了许多混合信号功用，完结了曾经无法企及的体系级功用。怎么给功用越来越多、功用越来越高、工艺越来越先进的FPGA供电，确实是一个十分具有应战性的问题。比方选用14nm工艺的FPGA会具有更高的功用，相应地也会需求愈加高功用的电源与之匹配。并且14nm的 FPGA对电源的要求愈加严苛，对电源精度的要求更高，假如电压规模超过了标准的要求，就有或许会使FPGA失效，乃至或许会烧坏。
这也意味着，规划者有必要要在严厉的FPGA电源轨要求、体系功耗和散热预算约束、构建鲁棒而又牢靠的体系、契合预算要求准时完结其项目、彻底满意其电路板和体系对功用和功用的要求之间找到最佳结合点，这殊非易事。
数字电源激起生机
各大电源办理IC厂商为应对这一商场走势，都在抓住排兵布阵，而数字电源成为他们竭尽全力的“招数”。凭仗灵敏、快速呼应、高集成度以及高度可控的巨大优势，数字电源已显示出微弱的开展势头。
据调研组织IHS公司旗下IMS Research的陈述，估计2017年全球数字电源商场经营收入将增至124亿美元，数字电源IC商场将到达26亿美元。数字电源商场以服务器和通讯设备运用为主导，一起拓宽至其他更多运用范畴，或如星火燎原之势。
POL转换器一般为低电压，大电流数字负载（如FPGA，微处理器，DSP及其它具有极高动态特性的数字电路）供给电压。坚持电压在1V左右的准确调理，一起运用纯模仿操控技能来满意近200A/ns的负载瞬态要求变得越来越困难。有些数字操控器可以供给在同类模仿IC中难以完结的功用例如非线性操控。事实上，简直一切的POL数字操控器都包含了一些不同的旨在改进瞬态呼应的操控技能。这些专用操控算法构成了传统模仿电源公司进入数字电源开发的门槛。电源假如在内部选用数字内核完结操控环路，可以满意极为严苛的瞬态要求，完结极低的纹波电压，以及在输出电压规模内完结极高的准确稳压。一起可以支撑 PMbus通讯接口，可以完结长途准确的电流，电压和温度监控。
数字电源为电源规划范畴注入了新的生机，一起也对电源办理IC厂商提出了更高的要求。据了解，一方面，电源办理IC厂商不只要供给一系列的整合规划方案，而非单一元件，供给高中低端全系列产品；其次，他们也需求全套数字电源开发工具，包含硬件和图形介面（GUI）；终究，取得相关周边元件如Power Train，才干创立完优点理方案。另一方面，数字电源IC厂商假如再“单打独斗”的话，明显已“力有不逮”。Altera的Enpirion电源产品我国区高档业务经理张伟超说到，主芯片厂家比如FPGA/ASSP/ASIC的技能一日千里，在功用不断进步的一起对电源的要求也反常的严苛，而电源办理 IC厂商不能再和以往相同孤军作战，而是有必要要和数字组芯片厂家协同作战。电源IC厂商需求和主芯片厂商进行有用地技能交流，由于只要了解体系芯片的需求，电源IC的方针规划标准才显得更有意义，这种为体系功用需求而定制的电源规划终究能为体系的功耗优化做出巨大的奉献。这种协作可助力电源办理IC厂商的产品更具竞赛力，取得更多的商场份额。
从近些年的商场并购来看，无疑都佐证了这一趋势。高通收买了Summit， Mediatek收买Richtek， Microchip收买Micrel，Altera收买了Enpirion以及最近收买了德国立异型芯片公司ZMDI的数字电源操控器部分，道理其实一脉相承，业界都认可并履行相似的战略。而收买一家电源企业的优点或远比与电源企业协作来得“直接”。Mark Davidson对此表明，一般大型电源办理IC厂商的电源器材会有许多不同的运用范畴，他们不会也不或许把悉数的精力投入到FPGA范畴，而 Altera经过收买则会愈加重视电源器材在FPGA方面的运用。他着重，收买Enpirion咱们成为一个公司后，可以调集电源、FPGA体系工程以及电路板布局的专家，一起开宣布一个更好的处理方案。
模块化走势显示
受SoC化规划趋势的影响，近年来电源办理IC技能表现出越来越强的模块化趋势。一方面，设备正变得越来越杂乱，更多功用特性、更快更杂乱处理器需求更先进的电源办理处理方案，电源办理技能要在更小的硅芯片上集成更多功用一起以更高的规划灵敏性完结更强的体系用电功用，这正在改动传统的电源规划办法。另一方面，模块化的电源办理IC可有用下降体系规划的杂乱性，节省电路板空间，进步体系的长时间牢靠性，一起也能有用下降体系本钱，带来的优点是清楚明了的。
因此，商场上的模块化电源办理IC开端不断浮出水面。Altera日前就在其Enpirion电源处理方案中新增了一款30amp PowerSoC DC-DC降压转换器EM1130。这款被Altera视作“里程碑”式的产品，是集成数字DC-DC降压转换器系列的第一款产品，可为Altera的第 10代FPGA供给电源办理功用。EM1130的“功力深沉”，引脚布局密度达业界最高，面积不到其他处理方案的一半，不只可供给严厉的高输出稳压和快速瞬时呼应功用，并可以长途丈量电流、电压和温度等要害参数。
张伟超介绍说，集成的Enpirion电源单芯片体系最大的优势在于极大程度的进步了体系的牢靠性和易用性，而模块电源体积小、低EMI以及经过数字操控环路完结更快的负载瞬态呼应和更低的噪声，然后可以愈加智能化地习惯渠道厂商关于下降体系功耗的最新需求一起进步功用的严苛应战，将经验证的Enpirion电源SoC处理方案与Altera的FPGA结合运用，客户可以在尽或许最小的电路板上完结他们的规划，一起还能最大程度地进步功用和下降功耗，加速产品上市、减少资料本钱以及增强体系牢靠性。
此外，电源办理IC的模块化趋势还体现在与板上其他芯片的 “集成化”上，商场上电源办理IC与主控芯片之间通讯及监控等功用的集成化也在日益增多。张伟超说到，未来，Altera将会运用Enpirion公司在电源方面的技能，将某些电源模块集成进FPGA内部，使得体系电路板电路愈加简练，功耗和本钱都得到优化处理，并愈加简化FPGA体系的开发。
智能化进步智能性
而电源办理IC的智能化亦是大势使然，或才干自动“协作”渠道主芯片的功用不断晋级的需求。张伟超介绍说，跟着体系功用越来越杂乱，对能耗的要求越来越高，客户对电源运转状况的感知与操控的要求越来越高，电源规划人员不再满意于实时监控电流、电压、温度，还提出了确诊电源供给状况、灵敏设定每个输出电压参数的要求。此外，电源办理IC有必要和电路板上所需求供电的设备进行有用地衔接，因体系要求电源子体系和主体系之间愈加实时的协作与协作，乃至要支撑经过云端进行的监控去办理，智能化的办理和调控已成有必要。
怎么去完结智能化？张伟超表明，这需求在两个方面下工夫，一是电源办理%&&&&&%要完结与内核通讯，各部分之间可彼此交流交流，及时动态的操控加上无缝的交流可成果一个智能化的电源办理体系，可以实时地对体系改变的供电需求进行检测剖析和呼应，然后大大进步体系的功率。二是内部参数可完结在线调整，这就意味着电源的动态特性是可变的，能适应负载在相当大的规模内改变一起还能确保必定的功用，数字电源在这方面发挥重要效果，一起还需求不断在操控算法、自习惯方面完结打破。
Altera经过不断立异，在这方面完结了新的发展。不久前，Altera在亚太地区的14个城市举行2015年Altera技能日活动，展现了最新的 FPGA、SoC及Enpirion电源处理方案。其间，Arria 10和Enpirion的数字PowerSoC相结合，完结了智能化的FPGA电源体系和最低的功耗。其详细特性包含以下几个方面：
1. FPGA规划的一切电源供电要求会导致树立FPGA电源树，不同资源要求有不同的上电次序，这对电源转换器提出了更高要求。Enpirion器材具有 “Power OK”或许“Power Good”引脚，支撑对FPGA中不同资源的电源轨的分组排序，向体系操控器或许排序器材宣布信号，某一FPGA输入现已接通电源，可以开端下一排序过程；
2. 另一常见的体系电源要求是可以进行长途监督，对电源各参数进行实时监督、毛病报警和相应调理。而最简略、最廉价、最紧凑的方法是运用集成了长途监督功用和相应的通讯总线的电源调理器。经过智能电压ID（SmartVID）特性，Altera的Arria 10 FPGA和SoC经过PMBus接口，确认与Enpirion电压调理器体系之间所需的VCC电压和通讯，将内核电压轨尽或许动态调整到最小，而不会献身体系功用。一起，支撑PMBus的Enpirion的ED8101P0xQI单相数字操控器，与ET4040QI大电流电源配对运用，可完结对FPGA的多种长途监督和低功耗特性。
FPGA电源供电规划有一些常见的要求。了解FPGA规划和运用怎样影响功耗和电源供电要求会让规划更明晰，更简单成功。Altera的Enpirion电源处理方案规划满意了这些严苛的FPGA电源要求。未来的电子体系功用将日益杂乱、多样和智能化，对电源办理体系的要求也越来越高。深化地了解各个体系的特性和供电需求，并适应数字化、模块化和智能化的开展趋势，才干够为体系供给度身定制的“完美”供电保证。
