开发板设计师在设计 AMD 器件的配电系统 (PDS) 时面临着 1 项特殊的任务。大部分其他大型密集集成电路(例如,大型微处理器)都附带有具体的旁路电容器要求。因为这些器件设计为仅在其硬化的硅片架构内实现特定任务,因此其电源需求是固定的,通常在某一范围内浮动。
AMD 自适应 SoC 并不具有此特性。器件可在多个时钟域内按您确定的频率实现几乎无限数量的应用。
因此,明确设计的功耗要求至关重要,可通过使用Xilinx Power Estimator (XPE) 电子数据表工具(从 china.xilinx.com/power 下载)完成功耗估算来评估设计的功耗要求。 此外,在进行功耗估算前,请参阅对应您的器件的《PCB 设计指南》以充分了解 PDS 布局和通用去耦要求。
PDS 设计期间需要考量的关键因素包括:
- 根据功耗估算,选择合适的电压调节器以满足噪声和电流要求。
- 整合电源。如需了解 AMD UltraScale™
器件中支持的整合选项,请参阅
UltraScale 架构 PCB 设计用户指南(UG583) 中的“UltraScale 器件中的配电系统”。
电源/功耗提示: AMD 建议添加 1 个分流电阻以便监控每条轨道上的电源。或者,您可使用启用 PMBus 的调节器或电流监控集成电路 (IC)。
- 设置 Sysmon 电源 (VCCAUX_SMON)。
- 运行配电网络 (PDN) 仿真。对于 UltraScale 器件,请按 UltraScale 架构 PCB 设计用户指南(UG583) 中所列的建议数量来使用去耦电容,这些建议数量是根据指南中所列假定计算得出的。如果这些假定与您的设计不同,请对您的设计进行仿真以判定是否需要增加或减少去耦数量。 运行 PDN 仿真有助于确认为保障电源不超出建议工作范围所需的去耦电容的准确数量。
如需了解有关 PDN 仿真的更多信息,请参阅 使用 S 参数模型对 FPGA 功耗完整性进行仿真(WP411)。
电源/功耗提示:
AMD 建议使用 SIMetrix/SIMPLIS 中的 SIMPLIS 仿真器对电源设计进行仿真,以确保设计符合 AMD 建议的工作条件范围。大部分电源供应商都提供有限版本的 SIMPLIS 并提供模型以支持您运行此仿真。SIMPLIS 是第三方软件,用于电压调节器的瞬态分析和交流电源 (AC) 分析。如需了解有关供电仿真的更多信息,请联系 SIMPLIS 或您首选的供电供应商。
电源/功耗提示:
Vivado 工具的
report_power
命令可基于每个调节器或电压调节器模块 (VRM) 来分析功耗,以确保每条供电轨上的所需电流不超过目标配电系统的承受能力。