FPGA 的电路序列电源

    系统设计人员必须考虑上电和断电期间内核和 I/O 电源之间的时序和电压差异（换句话说，电源排序）。当电源排序未正确发生时，可能会出现闩锁故障或电流消耗过大。如果电源向内核和 I/O 接口施加不同的电位，则可能会触发闩锁。FPGA 和其他具有不同排序要求的组件使电源系统设计进一步复杂化。为了消除排序问题，您应该在加电和断电期间化内核和 I/O 电源之间的电压差。电源将 3.3V 输入电压调节为 1.8V 电压，并在加电和断电期间跟踪 3.3VI/O，以限度地减少电源轨之间的电压差。
   的电路包括IC 1 和IC 2，分别是TPS2034电源开关和TPS54680降压开关稳压器。组件 IC 1 是一个高侧电源开关，可生成 IC 2 在启动期间跟踪的缓慢斜坡。6 毫秒的斜坡时间限度地减少了电源开关和电源输出上大容量电容器的浪涌电流。缓慢的斜坡限度地减少了 FPGA 的瞬态电流消耗。电源开关确保在 IC 2 具有足够的偏置电压来运行并生成电压之前，I/O 电压不会施加到负载。假设 J 1上的输入电源电压为 3.3V ，将 J 2悬空 连接器启用组件 IC 1。I/O 电源电压 J 3缓慢上升直至达到 3.3V。随着I/O电压上升，电源电压J 4相应上升，直到电压达到1.8V。TPS54680 器件在 TRACKIN 引脚上集成了一个模拟多路复用器来实现跟踪功能。
    在上电和断电期间，当 TRACKIN 引脚上的电压低于内部基准 0.891V 时，TRACKIN 引脚上的电压连接到误差放大器的同相节点。当 TRACKIN 引脚低于 0.891V 时，该引脚有效地充当开关稳压器的参考。TRACKIN 引脚上的 R 3 和 R 4电阻分压器必须等于 R 1 和 R 2 电阻分压器 在反馈补偿中跟踪加电和断电期间的电压差。TPS2034 的导通电阻为 37 mΩ，可提供高达 2A 的输出电流。TPS54680 是一款同步降压稳压器，包含两个 30mΩ MOSFET。由于 TPS54680 可以以高于 90% 的效率提供和吸收多达 6A 的负载电流，因此输出可以在断电期间跟踪另一个电源轨。当 IC 1 器件因 J 2 接地短路而被禁用时，I/O 电源电压会衰减，一旦 I/O 电压低于电压，电源电压也会随之衰减。通常，肖特基二极管连接到双电源的输出，以在断电期间钳制内核和 I/O 电源之间的电压差，但大多数应用不需要 中电源电路的二极管。使用这种电源设计可以消除潜在的闩锁现象并减少 FPGA 启动瞬态电流，从而减少元件数量并提高可靠性。