赛灵思参考设计:MPS推出高性能FPGA电源解决方案

人工智能和深度学习时代推动了数据中心,云计算和边缘计算市场的蓬勃发展。这些领域也成为现场可编程门阵列(FPGA)解决方案的巨大市场,尤其是在边缘计算领域(见图1)。
电感饱和的原因

作为FPGA领域的领导者, 赛灵思推出的各种平台设计解决方案可用于多种应用,尤其适用于无线通信与人工智能领域(见图2)。随着高性能FPGA的电源设计要求变得越来越复杂,电源工程师开始面临更多的挑战。功率需求大幅增加,尤其是对核心轨。更高功率密度、更高效率和更快的瞬态解决方案成为FPGA性能最大化的关键要素。

与分立式解决方案相比,MPS电源模块具有更高的工作效率并可以最大程度地减小占板面积。MPS电源模块将稳压器、电感和无源组件直接安装在引线框架上(参见图3)。这种布局减少了电路寄生现象,实现了散热效率更高的PCB连接,同时还实现了快速开关频率和瞬态响应。这使得MPS模块非常适合要求高功率密度、高性能、低纹波和高效率的FPGA应用。MPS拥有业界广泛的电源模块产品组合,涵盖100多个器件,而且还在不断增加。

现在来看赛灵思的Zynq UltraScale + RFSoC电源架构。RFSoC IC需要超过30个电压轨(见图4)。可编程逻辑(PL)域中的电压轨用于RFSoC,而处理系统(PS)域中的电压轨用于内置的Arm Cortex内核。通过合并电压轨并减少使用的设备数量,可以将电压轨数量降至最低。采用MPS电源模块可以最大程度地减小PCB占板面积,并简化电源设计。
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