通常包含的电压有:
(1) 内核电压,Vccpint和Vccint分别为PS的内核电压和PL的内容电压,内核电压的大小通常和工艺相关,如48nm XILINX器件的内核电压为1.2v,28nm的ZYNQ器件的内核电源为1.0v(通常电压都有一个范围,范围也和速度等级相关),当然,电压越低,在同样逻辑规模和主频下,对应的功耗也会越低。
(2)Vccpaux和Vccaux分别为PS和PL的辅助电压。在ZYNQ器件中为1.8v。
(3) Vccpll为内部锁相环供电电压。
(4) Vcc_mio0为PS的MIO0 BANK的基准电压,VCCO_DDR为PS端的DDR的电压,此电压通常和选择的DDR颗粒相关,如(DDR3,LDDR3等相对应的值就有所不同,这一部分我们都要在相关视频中做详细解读)。
(5) Vccon这部分就我们前面讲到的 PL 端的Bank基准。
对于纯逻辑的FPGA器件,由于没有PS端,因此相应的PS端供电就没有,只有PL端的供电,实现更简单。
最后,我们来聊聊FPGA的上电。和所有的器件一样,FPGA的上电遵循一定的上电逻辑,通常情况下SRAM结构(XILINX、Altera等都属于SRAM结构)的上电时间会比FLASH结构的(Microm,Actel等)上电时间要长。有些国产FPGA为了简化BOM成本(如安路
半导体)不需要用户特别关注上电时序,用单电源供电,芯片内部控制上电时序。虽然不合理的上电时序有时候也能让FPGA正常工作,但不正常的上电或掉电过程有可能会造成瞬时电流过大,无法保证上电期间FPGAIO为三态,甚至损坏芯片,因此需要设计者特别关注上电时序。针对XILINX FPGA的上电通常需要遵循以下规则:
(1)在PS端,Vccpint,Vccpaux,Vccpll一起上电,后启动PS的Vcco电源(Vcco_mio0,Vcco_mio1,Vcco_ddr),其中PS_POR_B在上电期间应保持低电平,直到内核,辅助电压,PLL电压和BANK的电压达到相应阈值。掉电的顺序和上电顺序保持一致。
(2)在PL端,推荐的上电顺序依次为Vccint,Vccbram,Vccaux,Vccaux_io,Vcco。其中,如果Vccint和Vccbram是相同的电压,则可以采用同一电源供电,同时启动。Vccaux,Vccaux_io和Vcco为同一电压则亦可以采用同一电源,同时启动。
除此,在设计FPGA的原理图中要需要特别关注Serdes的供电(不同的厂家,甚至同一厂家不同的器件对Serdes都有不同的名称,如:GTH,GTX等等,但实质都是自同步的高速串行收发器,支持的速率有所差别),不使用的情况下需相应的悬空或者接地。