Virtex-II系列应用指南

本应用指南阐述了如何设计面向Virtex芯片的功率分配系统。涵盖了功率分配系统和旁路电容或去耦电容的基本原理。文中介绍了设计和验证功率分配系统的具体步骤和过程。最后一个部分讨论了产生电源噪声的其他原因，并提出了解决方案。
FPGA |3">FPGA 设计人员在设计功率分配系统（PDS）时，面临着一个独特的任务。大多数其他大型、高密度IC（如大型微处理器）对旁路电容都有非常明确的要求。由于这些器件仅为执行其存储的特定任务而设计，所以其电源需求是固定的，仅在一定范围内有所波动。但FPGA 不具备这种属性。FPGA 可以不确定的频率、跨越多个时钟域，运行几乎无限多的应用，因此，预测其瞬态电流需求是一个非常复杂的过程。 由于无法确知一个新的FPGA设计的瞬态电流的变化情况，在设计第一个FPGA PDS时，唯一的选择就是采用保守的最坏情况设计法。 数字器件中的瞬态电流需求是产生接地反弹的原因，也是高速数字设计的死对头。在低噪声或高功率情况下，电源去耦网络必须根据这些瞬态电流需求准确地度身定制，否则，接地反弹和电源噪声将超出FPGA的限值。每种FPGA设计产生的瞬态电流不尽相同。本应用指南介绍了一种全面的设计方法，适用于满足特定FPGA设计的个别需要的旁路网络。 这个过程的第一步就是检查FPGA的利用率，大致了解其瞬态电流要求。 接下来，保守地设计一个满足这些要求的去耦网络。第三步，通过模拟和修正电容数量和额定值，精细调整这个去耦网络。第四步，完成全部设计；第五步，测量设计。测量包括利用示波器和频谱分析仪检测电源噪声。取决于测得结果，可能有必要再次重复元件选择和模拟步骤，以优化这个针对特定应用的PDS。第六步是可选步骤，适用于要求完美的PDS的情况……

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