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【導(dǎo)讀】人工智能和深度學(xué)習(xí)時(shí)代推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心，云計(jì)算和邊緣計(jì)算市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。這些領(lǐng)域也成為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）解決方案的巨大市場(chǎng)，尤其是在邊緣計(jì)算領(lǐng)域（見(jiàn)圖1）。

電感飽和的原因

圖1: FPGA解決方案

作為FPGA領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者， 賽靈思推出的各種平臺(tái)設(shè)計(jì)解決方案可用于多種應(yīng)用，尤其適用于無(wú)線通信與人工智能領(lǐng)域（見(jiàn)圖2）。隨著高性能FPGA的電源設(shè)計(jì)要求變得越來(lái)越復(fù)雜，電源工程師開(kāi)始面臨更多的挑戰(zhàn)。功率需求大幅增加，尤其是對(duì)核心軌。更高功率密度、更高效率和更快的瞬態(tài)解決方案成為FPGA性能最大化的關(guān)鍵要素。

圖2: 賽靈思解決方案

與分立式解決方案相比，MPS電源模塊具有更高的工作效率并可以最大程度地減小占板面積。MPS電源模塊將穩(wěn)壓器、電感和無(wú)源組件直接安裝在引線框架上（參見(jiàn)圖3）。這種布局減少了電路寄生現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了散熱效率最高的PCB連接，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了快速開(kāi)關(guān)頻率和瞬態(tài)響應(yīng)。這使得MPS模塊非常適合要求高功率密度、高性能、低紋波和高效率的FPGA應(yīng)用。MPS擁有業(yè)界最廣泛的電源模塊產(chǎn)品組合，涵蓋100多個(gè)器件，而且還在不斷增加。

圖3: 集成電源模塊布局

現(xiàn)在來(lái)看賽靈思的Zynq UltraScale + RFSoC電源架構(gòu)。RFSoC IC需要超過(guò)30個(gè)電壓軌（見(jiàn)圖4）。可編程邏輯（PL）域中的電壓軌用于RFSoC，而處理系統(tǒng)（PS）域中的電壓軌用于內(nèi)置的Arm Cortex內(nèi)核。通過(guò)合并電壓軌并減少使用的設(shè)備數(shù)量，可以將電壓軌數(shù)量降至最低。采用MPS電源模塊可以最大程度地減小PCB占板面積，并簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)。

圖4: 賽靈思Zynq UltraScale+ RFSoC解決方案

在此參考設(shè)計(jì)中，MPS采用了幾種常用的電源模塊：

MPM3695系列

MPM3695系列提供10A和25A電源模塊。這些模塊可以為FPGA提供通用電源解決方案。該系列產(chǎn)品可以通過(guò)并聯(lián)方式堆疊多個(gè)MPM3695-25或MPM3695-10模塊來(lái)擴(kuò)展輸出電流，從而增加電流輸出并最優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)。

與分立負(fù)載點(diǎn)（POL）解決方案相比，MPM3695系列可以將功率密度提高多達(dá)60％，這不僅簡(jiǎn)化了PCB布局和功率級(jí)設(shè)計(jì)，而且還將對(duì)外部組件的需求降至最低，從而減小了解決方案尺寸。MPM3695系列是具有定制集成電感設(shè)計(jì)和領(lǐng)先封裝技術(shù)的單片功率IC，其總體解決方案尺寸比分立式方法小40％。

MPM3632C

MPM3632CMPM3632C是一款緊湊型低噪聲3A模塊。它以3mmx5mmx1.6mm的封裝尺寸通過(guò)單輸出電源模塊提供18V和3A強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）解決方案。

MPM3632C僅需輸入和輸出電容器即可提供完整的解決方案。它支持寬輸入電壓范圍，可提供3A連續(xù)輸出電流，具有出色的負(fù)載和線性調(diào)整率。該方案簡(jiǎn)單但具有高性能，可以極大地縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

MPM3606A

MPM3606A是一款21V、0.6A電源模塊，同一系列還提供了兼容引腳的 1A，2A 和 3A 電源模塊，讓電源解決方案設(shè)計(jì)更加靈活。

MPS電源模塊將我們行業(yè)領(lǐng)先的穩(wěn)壓器、電感和無(wú)源組件集成到一個(gè)封裝中。采用MPS電源模塊，電源設(shè)計(jì)人員可以輕松實(shí)現(xiàn)高效率、超快速瞬態(tài)響應(yīng)和低噪聲的電源設(shè)計(jì)，同時(shí)最大程度地減小PCB板空間和設(shè)計(jì)復(fù)雜性。憑借我們廣泛的解決方案組合，MPS模塊提供了最大的設(shè)計(jì)靈活性，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)FPGA的最終設(shè)計(jì)要求來(lái)擴(kuò)展或縮減解決方案。MPS模塊因擁有這些優(yōu)勢(shì)而成為賽靈思FPGA應(yīng)用的最佳解決方案。

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