第6回 FPGA の電源を選定する場合の注意点についてーその1ー

第6回は、FPGAの電源を選定する場合のポイントを、FPGAの電源仕様の観点からご説明します。
今回も、前回に引き続き、「Cyclone V (5CSXFC5D) 」を例に挙げ、見ていきます。

ポイント1：FPGAの電源仕様の把握

まず、データシートと、ピン接続ガイドラインから、FPGAの必要電源精度を確認することで、 FPGAの要求する電源の仕様を正しく把握した上で注意点を見ていきます。

Pin Connection Guide LinesのPower Supply Sharing Guide Linesを確認して電圧と精度を確認
コア（VCCなど）の電圧、電圧精度を確認
PLL（VCCA_FPLLなど）の電圧、電圧精度を確認
IO の電圧、電圧精度を確認

各種電源ラインの実際の電圧範囲、精度の確認をします。今回の「Cyclone V SX」の場合、VCC では必要電圧が 1.1V で、±30mV の範囲が必要です。

VCC の電圧範囲は 1.07V～1.13V、1.1V をセンターとした時、±2.72％の変動範囲
VCCA_FPLL の電圧範囲は 2.375V～2.625V、2.5V をセンターとした時、±5％の変動範囲
IO の電圧範囲は 1.71V～1.89V、1.8Vをセンターとした時、±5％の変動範囲

＜画像2-1＞

＜画像2-2＞

（※EPE では、+30％がデフォルトの値となっております。）

ポイント2とは別に、急激な電圧変動においては、別の変動範囲が規定されております。デバイスによって値が異なるため、PDNツールの Introductionシートの各デバイスの Allowable Ripple を確認してください。
（今回の場合：5％）

デバイスごとに起動シーケンスが規定されている場合があるため、デバイスハンドブックの Power-Up Sequence 参照

今回の例「Cyclone V SX」の場合、デバイスハンドブック
Volume1： Device Interfaces and Integration ⇒ Power Management in Cyclone V Devices 参照

今回の例「Cyclone V SX」の場合、tRamp を最低 [200usec-100msec] の範囲で立ち上げる必要がある。

Cyclone V Device Datasheet
⇒ 7頁 Electrical Characatrize
⇒ Operating Conditions
⇒ Recomended Operating Conditions

＜画像５＞

＜画像6＞

今回は、「FPGA の電源を選定する場合の注意点について」FPGAの仕様からご説明しました。