作者：Nathan Enger
简介
现代FPGA是有史以来最复杂的集成电路之一，它们采用最先进的晶体管技术和顶尖的架构，以实现令人难以置信的灵活性和最高的性能。随着时间的推移和技术的进步，这种复杂性决定了，在用FPGA设计和实现系统时，需要做出某些妥协。这一点在电源中最为明显，FPGA每次更新换代，电源都要提高精度、灵活性、可控性、效率和故障感知能力，还要减小体积。
在本文中，我们将专门讨论针对Altera® Arria 10 FPGA的部分约束性规格以及这些规格对电源设计的影响。然后，我们将讨论最佳供电解决方案，讨论如何运用ADI公司的整套电源系统管理(PSM)IC（包括LTC3887、LTC2977和LTM4677），成功地达到规格要求，使FPGA实现最佳的效率、速度和功率水平。
FPGA电源要求（解读数据手册）工程师应该将大部分时间用于编程——他们不希望花费时间和精力去考虑如何设计合适的电源。实际上，最佳供电方案就是采用一种既能满足项目当前需求，又能达到项目升级发展需求的，强大、灵活且行之有效的设计方案。在此，我们将仔细考察一些重要的电源规格及其含义。
电压精度
内核电源电压是平衡FPGA功耗和性能的、最重要的关键要素之一。规格文档给出了一系列可接受的电压，但总的电压范围并不是问题的全部。与所有事物一样，需要进行权衡和优化。
表1是当下流行的Altera Arria 10 FPGA 1的内核电压规格示例。虽然这些数字是Arria 10特有的数据，但它们代表了其他FPGA内核电压要求。电压范围为标称电压另加±3.3％的容差。在此电压窗口内，FPGA会正常运行，但问题的全貌要复杂得多。
表1. Altera Arria 10内核电压规格
