xilinx 7系列FPGA之电源简介

2019-07-13 21:42发布

前几篇咱们说了FPGA内部逻辑,本篇咱们再聊一聊7系列FPGA的供电部分。   首先咱们说spartan7系列,通常咱们需要使用以下电源轨:   1,    VCCINT FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-2和-1的spartan7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1L的spartan7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。   2,    VCCAUX 辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   3,    VCCBRAM 内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-2和-1的spartan7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1L的spartan7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。   4,    VCCO HRBANK的接口电压。需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。   5,    VCCADC XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   spartan7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。   上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。   对于artix7系列,通常咱们使用需要使用以下电源轨:   1,    VCCINT FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1Q和-1M的artix7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1LI(0.95V)的artix7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。对于 -2LE(0.9V)的artix7系列,正常工作电压为0.87V~0.93V,推荐工作电压为0.90V。   2,    VCCAUX 辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   3,    VCCBRAM 内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-2LE(0.9V)、-1、-1Q和-1M的artix7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1LI(0.95V)的artix7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。   4,    VCCO HRBANK的接口电压。需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。   5,    VCCADC XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   6,    MGTAVCC GTP收发器核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。正常工作电压为0.97V~1.03V。推荐工作电压为1.00V。   7,    MGTAVTT GTP收发器终端匹配电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。   artix7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。   上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。   GTP收发器的上电顺序为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。断电顺序正好相反。   对于kintex7系列,通常咱们使用需要使用以下电源轨:   1,VCCINT FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1M和-1LM的kintex7系列,正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。对于 -2LE(0.9V)的kintex7系列,正常工作电压为0.87V~0.93V,推荐工作电压为0.90V。对于 -2LI(0.95V)的kintex7系列,正常工作电压为0.93V~0.97V,推荐工作电压为0.95V。   2,VCCAUX 辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   3,VCCBRAM 内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1M和-1LM的kintex7系列,正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。对于 -2LE(0.9V)的kintex7系列,正常工作电压为0.87V~0.93V,推荐工作电压为0.90V。对于 -2LI(0.95V)的kintex7系列,正常工作电压为0.93V~0.97V,推荐工作电压为0.95V。   4,VCCO 对于HR BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。 对于HP BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.14V~1.89V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。   5,VCCAUX_IO IO辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.06V。正常工作电压为1.14V~1.89V/2.06V。推荐工作电压为1.8V/2V。   6,VCCADC XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   7,MGTAVCC GTX收发器核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于QPLL≤10.3125GHz的应用,正常工作电压为0.97V~1.08V,推荐工作电压为1.00V。对于对于QPLL>10.3125GHz的应用,正常工作电压为1.02V~1.08V,推荐工作电压为1.05V。   8,MGTAVTT GTX收发器终端匹配电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。   9,MGTVCCAUX GTX收发器辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.935V。正常工作电压为1.75V~1.85V。推荐工作电压为1.80V。   10,    MGTAVTTRCAL GTX收发器校正电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。   kintex7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。   上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCAUX_IO、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX_IO、VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。   GTX收发器的上电顺序为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。断电顺序正好相反。MGTVCCAUX无顺序。   对于virtex7系列,通常咱们使用需要使用以下电源轨:   1,VCCINT FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。   2,VCCAUX 辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   3,VCCBRAM 内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。   4,VCCO 对于HR BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。 对于HP BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.14V~1.89V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。   5,VCCAUX_IO IO辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.06V。正常工作电压为1.14V~1.89V/2.06V。推荐工作电压为1.8V/2V。   6,VCCADC XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。   7,MGTAVCC GTX/GTH收发器核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于QPLL≤10.3125GHz的应用,正常工作电压为0.97V~1.08V,推荐工作电压为1.00V。对于对于QPLL>10.3125GHz的应用,正常工作电压为1.02V~1.08V,推荐工作电压为1.05V。   8,MGTAVTT GTX/GTH收发器终端匹配电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。   9,MGTVCCAUX GTX/GTH收发器辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.935V。正常工作电压为1.75V~1.85V。推荐工作电压为1.80V。   10,    MGTAVTTRCAL GTX/GTH收发器校正电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。   virtex7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。   上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCAUX_IO、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX_IO、VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。   GTX/GTH收发器的上电顺序为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。断电顺序正好相反。MGTVCCAUX无顺序。   总得来说,由于spartan7没有MGT,所以其电源结构最简单;artix7相对复杂一些;而kintex7和virtex7则电源结构无明显差异,最复杂。   目前用户设计的7系列FPGA带上电/断电顺序的电源方案大体上分成2种,一种是利用各个电源芯片的输入EN和输出PGood来控制顺序,另一种则通过专用的电源管理芯片来控制FPGA各个电源轨的启动/关闭时间。