概述
電源設計管理器介紹
在 FPGA 設計過程中，從器件選擇到係統級電源預算和散熱設計，電源估算對於許多決策而言都至關重要。多年來，Xilinx 電源估算器 (XPE) 一直都是領先的 FPGA 電源估計工具；然而，隨著 FPGA、MPSoC 以及自適應計算加速平台 (ACAP) 器件的尺寸和複雜性在過去幾年裏不斷增加，很明顯，我們必須對我們的電源估算功能進行相應的升級，才能為具有一係列複雜硬 IP 塊的大型複雜器件架構提供更好的支持。
電源設計管理器 (PDM) 是全新的新一代電源估算平台，旨在為最大的 Versal® 和 Kria™ SOM 现金网博e百 帶來精確、一致的電源估算性能。電源設計管理器是 Versal 现金网博e百 係列的首選電源估算工具。
電源設計管理器的特性
- 為 Versal 器件帶來了更高的速度和穩定性
- 支持 Versal AI Core 係列、Prime 係列、Premium 係列和 AI Edge 係列
- 支持 Kria K26 SOM 和 Kria KV260 入門套件
- Vivado® ML Edition 電源設計及熱預算的全新 XDC 向導用戶定義約束
- 現已針對 Windows 及 Linux 提供
- Versal ACAP 硬 IP 塊的增強向導：
-
DDR 內存控製器 (DDRMC)
- 600G 通道化多速率以太網子係統 (DCMAC)
- 多速率以太網 MAC (MRMAC)
- 支持 FEC 的 600G Interlaken (ILKN)
- 400G 高速加密 (HSC) 引擎
- PCI Express® 集成塊，帶有 DMA/橋接器和高速緩存相幹互連 (CPM)，支持 PCI Express Base 5.0 版本 (CPM5)
遷移
可輕鬆從 XPE 遷移至 PDM
推薦將 PDM 用於評估 Versal 器件的功耗，其可為 Versal 器件提供從 XPE 到 PDM 的無縫遷移。在 PDM 中創建項目時，隻需選擇導入 XPE 文件選項即可。導入 .xpe 文件後，PDM 工具將根據執行的設計更新 Versal 器件的資源使用情況。
XPE 將繼續支持 Versal ACAP 现金网博e百 係列之前的所有器件。
支持的现金网博e百
Versal 器件的電源設計管理器
Versal 器件支持：Versal AI Core、AI Edge、Prime 及 Premium 係列
Kria SOM 支持：KV260 視覺 AI 入門套件和 K26 SOM
開始設計
下載 PDM 並訪問其它資源
有用信息
電源設計管理器 (PDM) 是用於對這些现金网博e百
進行功耗估算的獨立下載：
Versal® ACAP: AI Core | Prime | Premium | AI Edge
Kria™ SOM: K26 | KV260
輕鬆將現有的功耗估算從 XPE 遷移到 PDM，以利用 Versal 器件的增強向導以及擴展的操作係統支持。
排序與去耦
確保供電排序、去耦和整合準確無誤，是順利啟動電路板的關鍵。通過電源設計頁麵，PDM 允許用戶在兩個支持性電源軌之間進行整合。
最少電軌：
允許為所選器件提供數量最少的穩壓器，但這就意味著：由於域的電源管理，應用不能發揮任何靜態節能優勢。仍可通過時鍾門控和頻率縮放等技術實現動態節能。
全麵電源管理：
能夠全麵控製電源軌，從而可最大限度節省電源：動態節能（源於利用時鍾門控或頻率縮放等動態節能技術）和靜態節能（根據需要開關電源域）。
無論是否支持處理子係統 (PS) 超速驅動，PDM 都將根據針對內核電壓（低：0.7V；中：0.8V 和高：0.88V）選擇的器件顯示這些選項所支持的整合與排序。
此外，還從電源表中為用戶電源估算顯示了電源軌組、DC 公差、AC 紋波和所有電流需求以及動態去耦。
這可確保針對用戶計劃的應用正確設計供電。
此外，去耦電容器與布置也通過 PDM 顯示。以下是為商用級 (XC) 及國防級 (XQ) 器件推薦的電容器。
推薦的商用級 (XC) 電容器：
| Nominal Value | Case Size | Temp | ESR | ESL | Manf | Manf Part Number | Ideal Placement to FPGA/MPSoC1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 330uF | 1210 | X6S | 1mΩ | 4nH | Murata | GRM32EC80E337ME05L | Within 1-1.5" of BGA edge |
| 100uF | 0805 | X6S | 1.5mΩ | 2.5nH | Murata | GRM21BC80G107ME15L | Within 1-1.5" of BGA edge |
| 47uF | 0603 | X6S | 2mΩ | 2nH | Murata | GRM188C80E476ME05D | Within 1" of BGA edge |
| 22uF | 0603 | X6S | 3mΩ | 2nH | Murata | GRM188C80G226ME15 | Within 1" of BGA edge |
| 10uF | 0402 | X6S | 5mΩ | 1.5nH | Murata | GRM155C80E106ME44 | Within 1" of BGA edge |
| 1.0uF | 0201 | X6S | 10mΩ | 1nH | Murata | GRM033C80J105ME05 | Under BGA between power/GND vias |
- 理想的布置是最大限度減少從電容器到 FPGA/MPSoC/ACAP 的擴散電感
- 上麵列出的去耦基於當前的 PDM 設計，假設已遵循 UG863 中所有的電容器布置規則。
- 我們建議運行一個完整的電源去耦網絡 (PDN) 仿真來進行驗證。
- -55C 到 +105C 的推薦電容器：
推薦的國防級 (XQ) 電容器：
| Nominal Value | Case Size | Temp/ Change % | Manf | Manf Part Number | Ideal Placement to FPGA/MPSoC1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 330µF | 7343 | TantPoly | Kemet | T541X337M010AH6510 | 1-4" |
| 47µF | 7343 | TantPoly | Kemet | T541X476M035AH6510 | 0.5-3" |
| 22µF | 1210 | X7R | Kemet | C1210C226K8RAL7800 | 0.5-2" |
| 2.2µF | 0805 | X7R | Kemet | C0805C225K4RAL7800 | 0-1" |
| 0.47µF | 0603 | X7R | Kemet | C0603C474K4RAL7867 | 0-1" |
| 0.1µF | 0402 | X7R | Kemet | C0402C104K4RAL7867 | 0-1" |
- 理想的布置是最大限度減少從電容器到 FPGA/MPSoC/ACAP 的擴散電感
- 上麵列出的去耦基於當前的 PDM 設計，假設已遵循 UG863 中所有的電容器布置規則。
- 我們建議運行一個完整的 PDN 仿真來進行驗證。
- -55C 到 +125C 的推薦電容器：
如欲了解有關已驗證電源參考設計的更多詳情，請訪問供電解決方案頁麵。