FPGA各电源定义:VCCINT、VCCIO、VCCAUX

时间:2025-06-11  作者:Diven  阅读:0

FPGA的电源主要由核电VCCINT,block RAM供电VCCBRAM,辅助电压VCCAUX和VCCAUX_IO,IO电压VCCIO,高速GTX接口电压VMGTAVCC,VMGTAVTT,VMGTVCCAUX,VMGTAVTTRCAL等电压组成。

FPGA各电源定义:VCCINT、VCCIO、VCCAUX

电源定义

VCCINT

VCCINT是FPGA芯片的内核电压,是用来给FPGA内部的逻辑门触发器上的电压。即芯片的晶体管开关是有核心电压提供。当内部逻辑工作时钟速率越高,使用逻辑资源越多,则核心电压供电电流会更大,可高达几安,此时芯片必然会发烫,需要散热装置辅助散热。该电压随着FPGA的发展从5v、3.3v、2.5v、1.8v、1.5v变的越来越低。核心电压是固定的。(根据所用FPGA的模式来确定)。

电源应选择输出电流大于器件最大要求电流的DCDC供电,原则上DCDC的开关频率越高需要的功率电感和滤波电容体积就越小,根据板级实际情况选择开关频率。

VCCIO

VCCIO(有些地方也记为VCCO)是用于FPGA驱动IO模块(同IO引脚)的电压。该电压应该与其连接到FPGA上的器件的电压匹配,因为FPGA经常要与多种不同电平接口的芯片通信,所以都会支持非常多的电平标准,这也是灵活性表现。FPGA为了能和多种不同的电平标准接口芯片通信,Vccio通常以Bank为界,相互之间是独立的,即一个Bank块只能存在IO电压。一颗FPGA芯片具有多个Bank块,每个Bnak可以与电平接口芯片通信,如Bank34与3.3V的MCU通信,Bank35与2.5V的DDR芯片通信。需要注意的VCCO里面分为HR bank电压和HP bank电压,其中HR bank电压一般为3.3V设计,但是遇到网络接口时一般设计为2.5V;HP为高速bank,常常用于ddr设计,电压为1.5V

*FPGA通常需要两个电压才能运行:一个是“内核电压”,另一个是“IO电压”。每个电压通过独立的电源引脚来提供。实际上,FPGA器件本身是允许VCCINT和VCCIO相同的(比如VCCINT和VCCIO两种引脚可以被连接在一起)。但是FPGA设计是面向低电压内核和高电压IO的,所以两种电压一般是不相同的。‘

*需要注意的是内核电压和IO电压的上电顺序,一般是要求前者先上电,因此在电源电路设计的时候需要进行时序控制。

VCCAUX

FPGA并非一个单纯的数字逻辑芯片,内部也带有一些模拟组件,比如Xilinx的DCM数字时钟管理组件、高档点的FPGA还有高速串并转换器serdes、温度监控器件等这些模拟器件,这些模拟器件对电源噪声要求很高,所以需要一个独立稳定的电源进行供电。Vccaux就是为这些模拟器件提供电压,另外Vccaux还可以给部分IO供电,像JTAG等。

VCCAUX_IO

VCCAUX_IO是相对于地的辅助电源电压(驱动器前电压)。在xilinx的FPGA芯片中, Vccaux_io是一个独立的轨道,为高性能库中的I / O电路供电。Vccaux_io必须设置为2.0V才能实现更高的数据速率,并且可以设置为1.8V以降低数据速率(电压的选择取决于目标存储器接口频率)。

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。

VMGTAVCC

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。(xilinx的FPGA芯片)

VMGTAVTT

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。(xilinx的FPGA芯片)

*GTP收发器的上电顺序为VCCINT、VMGTAVCC、VMGTAVTT或者VMGTAVCC、VCCINT、VMGTAVTT。断电顺序正好相反。

各电压上电顺序要求,具体如下:

(1)VCCINT → VCCBRAM → VCCAUX → VCCAUX_IO → VCCO ;

(2)VMGTAVCC → VMGTAVTT → VMGTAVTTRCAL → VMGTVCCAUX。

编辑:黄飞

 

猜您喜欢

插件电阻作为电子元器件中的基础元件,是非常重要的配件。Viking(光颉)作为一家知名的插件电阻制造品牌,优异的性能和可靠的质量赢得了广大客户的认可。本文将全面...
2024-08-07 05:58:42

同心度仪是用于测量和检测机械零件同心度的重要工具。在工业生产和机械加工中是不可少的配件。通过精确测量轴或孔的同心度,同心度仪能够有效地帮助工程师和技术人员识别出...
2019-11-20 00:00:00

作者:侯超;郑悦;姚惟琳;王涛        引言自“天链一号”中继卫星成功发射后,可为对地观测实时转发遥测、遥感数据,极大提高了各类卫星的使用效益和应急...
2020-10-09 15:21:00

SAW谐振器(无源)是应用于无线通信、频率选择性过滤及信号处理的关键元件。在选择SAW谐振器时,规格尺寸是一个重要的考虑因素。SAW谐振器的尺寸范围通常在几毫米...
2008-06-27 00:00:00

现代电子设备中,连接器作为不可或缺的组成部分,扮演着非常重要的角色。CONN_35.56X2.54MM_TM是一款高性能的连接器,因其独特的设计和优越的性能,广...
2025-03-06 15:36:49

能够有效防止过热引发的安全隐患。而Dioal典奥作为知名的温度保险丝制造商,其产品系列在市场上受到认可。那么,Dioal典奥温度保险丝系列具体包含哪些品牌?本文...
2022-04-26 14:47:30

品牌的地域归属往往成为消费者关注的一个焦点。本文将深入探讨合美电机(HERMEI)这一专注于电流采样电阻领域的知名品牌,其国家归属以及背后的故事。通过以下几个核...
2013-07-23 09:38:29

电流检测电阻作为关键元件,应用于电源管理、电机控制和电池监测等领域。TDK作为全球知名的电子元器件制造商,其电流检测电阻以高精度、高可靠性和多样化的产品类型,受...
2022-06-04 16:30:27


PM2.5传感器作为重要的空气质量监测工具,应用于多个领域。在环境监测方面,这些传感器能实时检测空气中的PM2.5浓度,为政府和环保机构提供准确的数据支持,从而...
2008-06-14 00:00:00