Altera全球業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)：數(shù)字電源躍居FPGA SoC設(shè)計(jì)新寵

　　20/14奈米現(xiàn)場(chǎng)可編程閘陣列(FPGA)將加速改搭數(shù)位電源。FPGA邁向20/14奈米先進(jìn)制程，導(dǎo)致電路復(fù)雜度和電源供應(yīng)需求激增，相關(guān)晶片商已開始導(dǎo)入高整合、可編程，且支援大電流的數(shù)位電源解決方案，從而提升FPGA核心電源軌的供電效能，同時(shí)改善系統(tǒng)整體功耗、占位空間和散熱機(jī)制，以滿足系統(tǒng)業(yè)者日益嚴(yán)格的節(jié)能設(shè)計(jì)要求。

　　Altera全球業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Patrick Wadden強(qiáng)調(diào)，資料中心業(yè)者將更加注重伺服器核心處理器功耗。

　　Altera全球業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Patrick Wadden表示，基地臺(tái)、伺服器正擴(kuò)大導(dǎo)入20奈米以下先進(jìn)制程，并整合各種處理核心的FPGA系統(tǒng)單晶片(SoC)，然而，隨著FPGA SoC性能攀升、內(nèi)部邏輯單元達(dá)到上百萬，其核心電源軌的供電設(shè)計(jì)也變得極為復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的直流對(duì)直流(DC-DC)電源轉(zhuǎn)換器須具備更精準(zhǔn)的電壓調(diào)節(jié)能力，并支援高速切換頻率、大電流和PMBus通訊，方能優(yōu)化FPGA SoC及系統(tǒng)功耗。

　　基于上述要求，傳統(tǒng)類比電源已漸不敷使用，系統(tǒng)廠正加速改搭數(shù)位電源，以提高功率元件整合度，并建立電源轉(zhuǎn)換器與FPGA通訊機(jī)制。因應(yīng)此趨勢(shì)，Altera已針對(duì)旗下20/14奈米FPGA SoC，發(fā)表支援30安培電流，并整合控制器、監(jiān)控元件和DrMOS的數(shù)位電源模組--EM1130。

　　Wadden分析，F(xiàn)PGA規(guī)格競(jìng)賽正逐漸從晶片制程、電路設(shè)計(jì)層面，延伸至整體系統(tǒng)級(jí)功耗和效能的角力，尤其對(duì)電信、資料中心業(yè)者來說，節(jié)省設(shè)備營運(yùn)成本已成為首要課題，更進(jìn)一步考驗(yàn)FPGA廠的低功耗設(shè)計(jì)能力;因此Altera在2013年就積極布局FPGA電源方案，并購并Enpirion取得數(shù)位電源技術(shù)。

　　據(jù)悉，EM1130基于可編程數(shù)位控制架構(gòu)，大幅減少外部補(bǔ)償元件需求;此外，其支援30安培大電流、PMBus，可測(cè)量電流、電壓和溫度等參數(shù)，為FPGA提供較低電壓以降低功耗。Wadden指出，相較于市面上的類比電源，數(shù)位電源可縮減50%體積、提高3-6%的電源轉(zhuǎn)換效率，而電壓/電流量測(cè)精度則提高30-50%，對(duì)改善系統(tǒng)功耗大有助益。