xilinx 7系列FPGA之电源简介

前几篇咱们说了FPGA内部逻辑,本篇咱们再聊一聊7系列FPGA的供电部分。

 

首先咱们说spartan7系列,通常咱们需要使用以下电源轨:

 

1,    VCCINT

FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-2和-1的spartan7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1L的spartan7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。

 

2,    VCCAUX

辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

3,    VCCBRAM

内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-2和-1的spartan7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1L的spartan7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。

 

4,    VCCO

HRBANK的接口电压。需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。

 

5,    VCCADC

XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

spartan7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。

 

上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。

 

对于artix7系列,通常咱们使用需要使用以下电源轨:

 

1,    VCCINT

FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1Q和-1M的artix7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1LI(0.95V)的artix7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。对于 -2LE(0.9V)的artix7系列,正常工作电压为0.87V~0.93V,推荐工作电压为0.90V。

 

2,    VCCAUX

辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

3,    VCCBRAM

内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-2LE(0.9V)、-1、-1Q和-1M的artix7系列,正常工作电压为0.95V~1.05V,推荐工作电压为1.00V。对于 -1LI(0.95V)的artix7系列,正常工作电压为0.92V~0.98V,推荐工作电压为0.95V。

 

4,    VCCO

HRBANK的接口电压。需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。

 

5,    VCCADC

XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

6,    MGTAVCC

GTP收发器核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。正常工作电压为0.97V~1.03V。推荐工作电压为1.00V。

 

7,    MGTAVTT

GTP收发器终端匹配电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。

 

artix7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。

 

上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。

 

GTP收发器的上电顺序为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。断电顺序正好相反。

 

对于kintex7系列,通常咱们使用需要使用以下电源轨:

 

1,VCCINT

FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1M和-1LM的kintex7系列,正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。对于 -2LE(0.9V)的kintex7系列,正常工作电压为0.87V~0.93V,推荐工作电压为0.90V。对于 -2LI(0.95V)的kintex7系列,正常工作电压为0.93V~0.97V,推荐工作电压为0.95V。

 

2,VCCAUX

辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

3,VCCBRAM

内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于-3、-2、-2LE(1.0V)、-1、-1M和-1LM的kintex7系列,正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。对于 -2LE(0.9V)的kintex7系列,正常工作电压为0.87V~0.93V,推荐工作电压为0.90V。对于 -2LI(0.95V)的kintex7系列,正常工作电压为0.93V~0.97V,推荐工作电压为0.95V。

 

4,VCCO

对于HR BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。

对于HP BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.14V~1.89V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。

 

5,VCCAUX_IO

IO辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.06V。正常工作电压为1.14V~1.89V/2.06V。推荐工作电压为1.8V/2V。

 

6,VCCADC

XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

7,MGTAVCC

GTX收发器核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于QPLL≤10.3125GHz的应用,正常工作电压为0.97V~1.08V,推荐工作电压为1.00V。对于对于QPLL>10.3125GHz的应用,正常工作电压为1.02V~1.08V,推荐工作电压为1.05V。

 

8,MGTAVTT

GTX收发器终端匹配电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。

 

9,MGTVCCAUX

GTX收发器辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.935V。正常工作电压为1.75V~1.85V。推荐工作电压为1.80V。

 

10,    MGTAVTTRCAL

GTX收发器校正电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。

 

kintex7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。

 

上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCAUX_IO、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX_IO、VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。

 

GTX收发器的上电顺序为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。断电顺序正好相反。MGTVCCAUX无顺序。

 

对于virtex7系列,通常咱们使用需要使用以下电源轨:

 

1,VCCINT

FPGA内部核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。

 

2,VCCAUX

辅助供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

3,VCCBRAM

内部Block RAM的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。正常工作电压为0.97V~1.03V,推荐工作电压为1.00V。

 

4,VCCO

对于HR BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~3.6V。正常工作电压为1.14V~3.465V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。

对于HP BANK的接口电压来说,需要与外部器件的信号电平保持一致,其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.14V~1.89V。推荐工作电压与外部信号电平一致即可。

 

5,VCCAUX_IO

IO辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.06V。正常工作电压为1.14V~1.89V/2.06V。推荐工作电压为1.8V/2V。

 

6,VCCADC

XADC的供电电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~2.0V。正常工作电压为1.71V~1.89V。推荐工作电压为1.80V。

 

7,MGTAVCC

GTX/GTH收发器核心电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.1V。对于QPLL≤10.3125GHz的应用,正常工作电压为0.97V~1.08V,推荐工作电压为1.00V。对于对于QPLL>10.3125GHz的应用,正常工作电压为1.02V~1.08V,推荐工作电压为1.05V。

 

8,MGTAVTT

GTX/GTH收发器终端匹配电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。

 

9,MGTVCCAUX

GTX/GTH收发器辅助电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.935V。正常工作电压为1.75V~1.85V。推荐工作电压为1.80V。

 

10,    MGTAVTTRCAL

GTX/GTH收发器校正电压。其不损坏FPGA器件的范围为-0.5V~1.32V。正常工作电压为1.17V~1.23V。推荐工作电压为1.20V。

 

virtex7系列FPGA为了获得最小上电/断电的电流消耗以及确保IO在上电时保持三态,其各个电源轨需要有一定的上电/断电顺序。

 

上电顺序依次为VCCINT、VCCBRAM、VCCAUX、VCCAUX_IO、VCCO,断电顺序和上电顺序正好相反。另外如果VCCINT和VCCBRAM电源轨一致,则可同时上电/断电。VCCAUX_IO、VCCAUX与VCCO电源轨一致也可同时上电/断电。其它电源轨则无上电顺序。

 

GTX/GTH收发器的上电顺序为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT或者MGTAVCC、VCCINT、MGTAVTT。断电顺序正好相反。MGTVCCAUX无顺序。

 

总得来说,由于spartan7没有MGT,所以其电源结构最简单;artix7相对复杂一些;而kintex7和virtex7则电源结构无明显差异,最复杂。

 

目前用户设计的7系列FPGA带上电/断电顺序的电源方案大体上分成2种,一种是利用各个电源芯片的输入EN和输出PGood来控制顺序,另一种则通过专用的电源管理芯片来控制FPGA各个电源轨的启动/关闭时间。

xilinx 7系列FPGA之电源简介_第1张图片

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