FPGA是一種多電源需求的芯片,主要有3種電源需求:
VCCINT:核心工作電壓,PCI Express (PCIe) 硬核IP 模塊和收發器物理編碼子層(PCS) 電源。一般電壓都很低,目前常用的FPGA都在1.2V左右。為FPGA的內部各種邏輯供電,電流從幾百毫安到幾安不等,具體取決于內部邏輯的工作時鐘速率以及所占用的邏輯資源。對于這個電源來說,負載時一個高度容性阻抗,對電源的瞬態響應要求很高,而且由于驅動電壓低工作電流大,對PCB的布線電阻非常敏感,需要特別注意走線寬度,盡可能減少布線電阻帶來的損耗。
VCCA:通常為2.5V,PLL模擬電源。即使沒有PLL,也必須要上電。模擬類的組件對電源的電源抑制比(PSRR)也就是電源噪聲,或者說電源紋波非常敏感,所以通常會用一個獨立的供電電源。這個電源的電流需求一般都不大,但對電源的噪聲容忍度很低。所以應該盡可能的提高其電源純凈度。比如不直接用開關電源供電,先使用LDO穩壓后再供給VCCA。
VCCD_PLL:通常為1.2V,PLL數字電源。
VCCIO:FPGA經常要與多種不同電平接口的芯片通信,所以通常都會支持非常多的電平標準。例如1.2,1.5,1.8,2.5,3.0,3.3。VCCIO就是為FPGA的I/O驅動邏輯供電。FPGA為了同時能和多種不同的電平標準接口芯片通信,Vcco通常以BANK為界,互相之間相互獨立,也就是說在一顆FPGA芯片上同時存在幾種不同的I/O電壓。當然同一個BANK只能存在1種I/O電壓。在使用中請詳細閱讀官方資料手冊,以防設計錯誤。
在一些帶收發器的FPGA器件中,還有以下幾種電壓標準:
VCC_CLKIN:支持1.2,1.5,1.8,2.5,3.0,3.3。主要為差分時鐘輸入管腳供電。
VCCH_GXB:2.5V,收發器輸出(TX) 緩沖器電源。
VCCA_GXB:2.5V,收發器物理介質附加子層(PMA) 及輔助電源。
VCCL_GXB:1.2V,收發器PMA 及輔助電源。