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xilinx 7系列FPGA之電源簡介

阿新 • • 發佈：2018-12-26

前幾篇咱們說了FPGA內部邏輯，本篇咱們再聊一聊7系列FPGA的供電部分。

 

首先咱們說spartan7系列，通常咱們需要使用以下電源軌：

 

1，    VCCINT

FPGA內部核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於-2和-1的spartan7系列，正常工作電壓為0.95V~1.05V，推薦工作電壓為1.00V。對於 -1L的spartan7系列，正常工作電壓為0.92V~0.98V，推薦工作電壓為0.95V。

 

2，    VCCAUX

輔助供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

3，    VCCBRAM

內部Block RAM的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於-2和-1的spartan7系列，正常工作電壓為0.95V~1.05V，推薦工作電壓為1.00V。對於 -1L的spartan7系列，正常工作電壓為0.92V~0.98V，推薦工作電壓為0.95V。

 

4，    VCCO

HRBANK的介面電壓。需要與外部器件的訊號電平保持一致，其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~3.6V。正常工作電壓為1.14V~3.465V。推薦工作電壓與外部訊號電平一致即可。

 

5，    VCCADC

XADC的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

spartan7系列FPGA為了獲得最小上電/斷電的電流消耗以及確保IO在上電時保持三態，其各個電源軌需要有一定的上電/斷電順序。

 

上電順序依次為VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCO，斷電順序和上電順序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM電源軌一致，則可同時上電/斷電。VCCAUX與VCCO電源軌一致也可同時上電/斷電。其它電源軌則無上電順序。

 

對於artix7系列，通常咱們使用需要使用以下電源軌：

 

1，    VCCINT

FPGA內部核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1Q和-1M的artix7系列，正常工作電壓為0.95V~1.05V，推薦工作電壓為1.00V。對於 -1LI（0.95V）的artix7系列，正常工作電壓為0.92V~0.98V，推薦工作電壓為0.95V。對於 -2LE（0.9V）的artix7系列，正常工作電壓為0.87V~0.93V，推薦工作電壓為0.90V。

 

2，    VCCAUX

輔助供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

3，    VCCBRAM

內部Block RAM的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於-3、-2、-2LE(1.0V)、-2LE（0.9V）、-1、-1Q和-1M的artix7系列，正常工作電壓為0.95V~1.05V，推薦工作電壓為1.00V。對於 -1LI（0.95V）的artix7系列，正常工作電壓為0.92V~0.98V，推薦工作電壓為0.95V。

 

4，    VCCO

HRBANK的介面電壓。需要與外部器件的訊號電平保持一致，其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~3.6V。正常工作電壓為1.14V~3.465V。推薦工作電壓與外部訊號電平一致即可。

 

5，    VCCADC

XADC的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

6，    MGTAVCC

GTP收發器核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。正常工作電壓為0.97V~1.03V。推薦工作電壓為1.00V。

 

7，    MGTAVTT

GTP收發器終端匹配電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.32V。正常工作電壓為1.17V~1.23V。推薦工作電壓為1.20V。

 

artix7系列FPGA為了獲得最小上電/斷電的電流消耗以及確保IO在上電時保持三態，其各個電源軌需要有一定的上電/斷電順序。

 

上電順序依次為VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCO，斷電順序和上電順序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM電源軌一致，則可同時上電/斷電。VCCAUX與VCCO電源軌一致也可同時上電/斷電。其它電源軌則無上電順序。

 

GTP收發器的上電順序為VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。斷電順序正好相反。

 

對於kintex7系列，通常咱們使用需要使用以下電源軌：

 

1，VCCINT

FPGA內部核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1M和-1LM的kintex7系列，正常工作電壓為0.97V~1.03V，推薦工作電壓為1.00V。對於 -2LE（0.9V）的kintex7系列，正常工作電壓為0.87V~0.93V，推薦工作電壓為0.90V。對於 -2LI（0.95V）的kintex7系列，正常工作電壓為0.93V~0.97V，推薦工作電壓為0.95V。

 

2，VCCAUX

輔助供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

3，VCCBRAM

內部Block RAM的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1M和-1LM的kintex7系列，正常工作電壓為0.97V~1.03V，推薦工作電壓為1.00V。對於 -2LE（0.9V）的kintex7系列，正常工作電壓為0.87V~0.93V，推薦工作電壓為0.90V。對於 -2LI（0.95V）的kintex7系列，正常工作電壓為0.93V~0.97V，推薦工作電壓為0.95V。

 

4，VCCO

對於HR BANK的介面電壓來說，需要與外部器件的訊號電平保持一致，其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~3.6V。正常工作電壓為1.14V~3.465V。推薦工作電壓與外部訊號電平一致即可。

對於HP BANK的介面電壓來說，需要與外部器件的訊號電平保持一致，其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.14V~1.89V。推薦工作電壓與外部訊號電平一致即可。

 

5，VCCAUX_IO

IO輔助電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.06V。正常工作電壓為1.14V~1.89V/2.06V。推薦工作電壓為1.8V/2V。

 

6，VCCADC

XADC的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

7，MGTAVCC

GTX收發器核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於QPLL≤10.3125GHz的應用，正常工作電壓為0.97V~1.08V，推薦工作電壓為1.00V。對於對於QPLL＞10.3125GHz的應用，正常工作電壓為1.02V~1.08V，推薦工作電壓為1.05V。

 

8，MGTAVTT

GTX收發器終端匹配電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.32V。正常工作電壓為1.17V~1.23V。推薦工作電壓為1.20V。

 

9，MGTVCCAUX

GTX收發器輔助電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.935V。正常工作電壓為1.75V~1.85V。推薦工作電壓為1.80V。

 

10，    MGTAVTTRCAL

GTX收發器校正電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.32V。正常工作電壓為1.17V~1.23V。推薦工作電壓為1.20V。

 

kintex7系列FPGA為了獲得最小上電/斷電的電流消耗以及確保IO在上電時保持三態，其各個電源軌需要有一定的上電/斷電順序。

 

上電順序依次為VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCAUX_IO、VCCO，斷電順序和上電順序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM電源軌一致，則可同時上電/斷電。VCCAUX_IO、VCCAUX與VCCO電源軌一致也可同時上電/斷電。其它電源軌則無上電順序。

 

GTX收發器的上電順序為VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。斷電順序正好相反。MGTVCCAUX無順序。

 

對於virtex7系列，通常咱們使用需要使用以下電源軌：

 

1，VCCINT

FPGA內部核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。正常工作電壓為0.97V~1.03V，推薦工作電壓為1.00V。

 

2，VCCAUX

輔助供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

3，VCCBRAM

內部Block RAM的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。正常工作電壓為0.97V~1.03V，推薦工作電壓為1.00V。

 

4，VCCO

對於HR BANK的介面電壓來說，需要與外部器件的訊號電平保持一致，其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~3.6V。正常工作電壓為1.14V~3.465V。推薦工作電壓與外部訊號電平一致即可。

對於HP BANK的介面電壓來說，需要與外部器件的訊號電平保持一致，其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.14V~1.89V。推薦工作電壓與外部訊號電平一致即可。

 

5，VCCAUX_IO

IO輔助電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.06V。正常工作電壓為1.14V~1.89V/2.06V。推薦工作電壓為1.8V/2V。

 

6，VCCADC

XADC的供電電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~2.0V。正常工作電壓為1.71V~1.89V。推薦工作電壓為1.80V。

 

7，MGTAVCC

GTX/GTH收發器核心電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.1V。對於QPLL≤10.3125GHz的應用，正常工作電壓為0.97V~1.08V，推薦工作電壓為1.00V。對於對於QPLL＞10.3125GHz的應用，正常工作電壓為1.02V~1.08V，推薦工作電壓為1.05V。

 

8，MGTAVTT

GTX/GTH收發器終端匹配電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.32V。正常工作電壓為1.17V~1.23V。推薦工作電壓為1.20V。

 

9，MGTVCCAUX

GTX/GTH收發器輔助電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.935V。正常工作電壓為1.75V~1.85V。推薦工作電壓為1.80V。

 

10，    MGTAVTTRCAL

GTX/GTH收發器校正電壓。其不損壞FPGA器件的範圍為-0.5V~1.32V。正常工作電壓為1.17V~1.23V。推薦工作電壓為1.20V。

 

virtex7系列FPGA為了獲得最小上電/斷電的電流消耗以及確保IO在上電時保持三態，其各個電源軌需要有一定的上電/斷電順序。

 

上電順序依次為VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCAUX_IO、VCCO，斷電順序和上電順序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM電源軌一致，則可同時上電/斷電。VCCAUX_IO、VCCAUX與VCCO電源軌一致也可同時上電/斷電。其它電源軌則無上電順序。

 

GTX/GTH收發器的上電順序為VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。斷電順序正好相反。MGTVCCAUX無順序。

 

總得來說，由於spartan7沒有MGT，所以其電源結構最簡單；artix7相對複雜一些；而kintex7和virtex7則電源結構無明顯差異，最複雜。

 

目前使用者設計的7系列FPGA帶上電/斷電順序的電源方案大體上分成2種，一種是利用各個電源晶片的輸入EN和輸出PGood來控制順序，另一種則通過專用的電源管理晶片來控制FPGA各個電源軌的啟動/關閉時間。

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