基于混合信號(hào)FPGA的功率管理解決方案

概述

Actel Fusion? 混合信號(hào)FPGA能夠?qū)崿F(xiàn)功率管理，包括上電順序、運(yùn)行時(shí)間功率監(jiān)控，以及關(guān)機(jī)控制。此外，愛(ài)特公司提供的混合信號(hào)功率管理工具(Mixed-Signal Power Manager, MPM)參考設(shè)計(jì)，更可在如AFS090的小型Fusion器件上演示各種可配置的功率管理功能。

MPM演示工具(包括MPM圖形用戶界面(GUI))目前可與Fusion先進(jìn)開(kāi)發(fā)工具套件共享。

　　特性和優(yōu)勢(shì)

MPM演示工具設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了Actel Fusion混合信號(hào)FPGA突破性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)功率監(jiān)控、上電順序、閉環(huán)微調(diào)，以及對(duì)多達(dá)16個(gè)外部電源實(shí)現(xiàn)上電和斷電控制等卓越功能。設(shè)計(jì)人員無(wú)需使用各種FPGA開(kāi)發(fā)工具來(lái)配置功率管理排序、電平，或閾值，因?yàn)镸PM設(shè)計(jì)是通過(guò)一個(gè)使用簡(jiǎn)便的獨(dú)立GUI編程寫(xiě)入Fusion器件中，只要監(jiān)控電壓處于用戶設(shè)置的限度內(nèi)，便可以使用這個(gè)GUI可對(duì)多達(dá)16個(gè)外部電源和驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)進(jìn)行功率管理配置，而且無(wú)需打開(kāi)愛(ài)特公司的Libero? 集成 開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)。MPM能夠減少板卡上的部件數(shù)，消除單點(diǎn)故障，進(jìn)而提高系統(tǒng)可靠性，并通過(guò)采用基于快閃技術(shù)的高可靠性Fusion混合信號(hào)FPGA，實(shí)現(xiàn)配置高度靈活的集成式功率管理。

用戶使用MPM GUI，只需將對(duì)應(yīng)的設(shè)置值通過(guò)一個(gè)低成本編程棒(LCPS)通過(guò)JTAG接口寫(xiě)入Fusion器件的非易失性存儲(chǔ)器(NVM)中，并定義和設(shè)置好所有閾值標(biāo)記電平、輸出信號(hào)、上電順序以及MPM功率管理運(yùn)行的調(diào)試電平，即能夠配置所有MPM輸入和輸出要求。。用戶可通過(guò)GUI快速修改和重新加載這些設(shè)置值，從而快速驗(yàn)證功能硬件的所有設(shè)計(jì)選項(xiàng)，設(shè)置值及順序。所有數(shù)字標(biāo)記輸出也可通過(guò)GUI來(lái)定義，這樣就可監(jiān)視板卡上外部功能的任何情況或狀態(tài)。

MPM的功能可利用Fusion高級(jí)開(kāi)發(fā)工具板卡上的四個(gè)功率調(diào)節(jié)器來(lái)演示，而這四個(gè)功率調(diào)節(jié)器同時(shí)也可充當(dāng)MPM所控制的獨(dú)立電源。用戶也可使用板上的混合信號(hào)或數(shù)字探頭來(lái)訪問(wèn)其它電壓調(diào)節(jié)控制通道和數(shù)字I/O。

主要優(yōu)勢(shì)

在基于快閃技術(shù)的低功耗、高可靠性Fusion混合信號(hào)FPGA中實(shí)現(xiàn)可配置的功率管理功能

針對(duì)Actel Fusion混合信號(hào)FPGA的MPM 參考設(shè)計(jì)

系統(tǒng)內(nèi)可重編程

在硬件內(nèi)集成復(fù)雜的功率管理功能

提供比較目前ASSP方案更豐富的功能

充分發(fā)揮愛(ài)特公司真正快閃技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)：

非易失性

上電即用

低功耗

單芯片低功耗產(chǎn)品，能夠簡(jiǎn)化板卡設(shè)計(jì)

低功耗FPGA減少熱管理和冷卻需求

經(jīng)硬件驗(yàn)證

可使用Fusion先進(jìn)開(kāi)發(fā)工具套件進(jìn)行演示

MPM GUI配置功率管理

MPM GUI功率界面(Power tab)用于設(shè)置過(guò)壓和欠壓閾值、標(biāo)稱電壓和滯后電壓、過(guò)濾設(shè)置、時(shí)間空檔分配(共16個(gè)時(shí)間空檔可用)，以及為上電和關(guān)電設(shè)置獨(dú)立的延遲分配。

MPM GUI的輸出界面用于定義有條件數(shù)字輸出，以設(shè)置復(fù)雜的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)標(biāo)記 。這項(xiàng)功能可用于從多個(gè)器件之間的菊花鏈順序到外部報(bào)警等多種外部邏輯應(yīng)用，可由通過(guò)GUI定義的多個(gè)受監(jiān)控的功率調(diào)節(jié)器的任何一套狀態(tài)組合來(lái)驅(qū)動(dòng)。

MPM GUI圖示界面清楚顯示所設(shè)置的時(shí)序，以大綱方式實(shí)時(shí)報(bào)告受監(jiān)控之功率調(diào)節(jié)器的上電和斷電狀況。

在Fusion先進(jìn)開(kāi)發(fā)工具套件卡板上實(shí)現(xiàn)的MPM演示設(shè)計(jì)使用了下圖所示的資源、控制功能和接口：

　　MPM功能簡(jiǎn)圖