基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的電源參考設(shè)計

當(dāng)我們設(shè)計每一塊PCB的時電源部分都是重要的組成部分，電源電路設(shè)計的好壞直接反應(yīng)出產(chǎn)品性能的好壞。除了一些布局布線的要求，現(xiàn)在很多SoC、FPGA器件設(shè)計的越來越復(fù)雜，光電源部分就需要多種不同的電壓/電流供應(yīng)，而且還需要保證一定的上電順序。每一塊PCB的設(shè)計都需要制定自己的設(shè)計規(guī)范，因此PCB電源設(shè)計是工程師不可避免的一個難題。

Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC是最新推出的嵌入式高性能低功耗多核異構(gòu)處理器SoC，在功能增加的同時這款器件的電源要求也更復(fù)雜了。安富利（Avnet）UltraZed SoM就是基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC，這款板卡尺寸僅50.8x76.2mm，電源部分的面積則更緊湊了（如圖1黃框所示）。

圖1：Avnet UltraZed SoM電源部分緊湊的設(shè)計（黃框部分）

UltraZed SoM電源解決方案采用的是兩個英飛凌（Infineon）IRPS5401電源管理單元（具體連接如圖2所示），IRPS5401是一款高集成度的電源管理器件，包括5路電源輸出，A-D電源輸出范圍0.25V~5.1V，LDO電源輸出范圍0.5V~3.6V，輸入電壓支持5V/12V。不需要額外的電路設(shè)計，非常適合電路電源要求的系統(tǒng)設(shè)計。同時還集成了電流、電壓以及溫度傳感器，將IRPS5401的實時狀態(tài)通過I2C/PMBus傳輸給上位機(jī)（PC）。

圖2：Avnet UltraZed SoM采用英飛凌IRPS5401電源管理模塊實現(xiàn)電源設(shè)計

除此之外，英飛凌（Infineon）還提供了一款軟件應(yīng)用PowIRCenter，安裝在PC端，通過USB接口與板卡的IRPS5401電源管理模塊實現(xiàn)通信連接，提供良好的用戶界面（GUI），支持兩種工作模式：“On-line”模式需要器件保持連接，軟件界面上會顯示器件的寄存器，工程師可以進(jìn)行動態(tài)的配置和測試；“Off-line”模式則不需要器件的實時連接，允許工程師使用PMBus命令生成離線的配置文件。