Bild 1: Nur die Pufferkondensatoren sind noch zu beschalten, alles andere hat der ISL8274M, ein digitales Power-Modul,  an Bord.

Bild 1: Nur die Pufferkondensatoren sind noch zu ergänzen, alles andere hat der ISL8274M, ein digitales Power-Modul, an Bord. Renesas

FPGAs erobern immer mehr Anwendungen, denn sie ermöglichen eine kostengünstige schnelle Entwicklung und bieten Flexibilität in der Programmierung oder Aktualisierung im Feld. Aktuelle Technologien erreichen einen niedrigen Stromverbrauch und hohe Verarbeitungsleistung, wobei die tendenziell immer geringere Core-Spannung einen breiteren Versorgungsspannungsbereich und höhere Ausgangsströme mit sich bringen. Viele FPGAs haben unterschiedliche Anforderungen an eine mehrphasige Stromversorgung, die eine geeignete Sequenzierung und einen geringen Rauschpegel aufweisen muss. Hierfür eignet sich ein digitales Power-Modul besonders gut.

Eine solche Fertiglösung vereint Controller, Leistungs-MOSFETs, Schaltinduktivitäten und die meisten passiven Komponenten, gekapselt in einem einzigen kompakten Gehäuse. Um das Systemdesign zu komplettieren sind lediglich die großen externen Bulk-Kondensatoren an den Ein- und Ausgängen zu ergänzen.

Ein digitales Power-Modul bieten zusätzlich eine digitaler Steuerung des gesamten Bausteins. Anders als bei einer analogen Lösung können Designer die Entwicklungszeit verkürzen und Steuerfunktionen zur Leistungsüberwachung und Sequenzierung schneller und einfacher umsetzen. Die Schaltwandler bieten eine präzise Spannungsregelung und nutzen aktuelle digitale Regelungstechnik, wodurch sie für FPGA-Anwendungen gegenüber anderer Stromversorgungskonzepte schnell konkurrenzfähig geworden sind. Der nachfolgende Beitrag stellt den Renesas-Baustein ISL8274M vor und erläutert, wie seine wichtigsten Produktmerkmale die Anforderungen für die Stromversorgung von FPGAs erfüllen.

 

Die Stärken des digitalen Powermanagements beschreibt der Artikel auf der nächsten Seite.

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