Stratix II FPGA系统电源设计

　　引言

　　Stratix II是ALTERA公司生产的一款高性能FPGA器件。它采用TSMC的90 nm低k绝缘工艺技术生产，等价逻辑单元（LE）高达180 k，嵌入式存储器容量达到9 MB。该器件不但具有极高的性能和密度，而且还针对器件总功率进行了优化，同时可以支持高达1 Gbps的高速差分I/O信号，因而是一款超快的FPGA。该芯片中所含的高性能嵌入式DSP块的运行频率高达370 MHz。另外Stratix II还有12个可编程PLL，并具有健全的时钟管理和频率合成能力。能实现最大的系统性能。

　　MAX1951是MAXIM公司的一款高效的DC-DC电源转换芯片，主要用于DSP、FPGA、ASIC的内核及I/O口供电。其高达94%的转换效率、8脚的SOP表贴封装及连续工作时956 mW的低功耗使其特别适合于便捷式电子设备的应用。MAX1951的输入电压范围为2.6～5.5 V，输出电压范围为0.8 V～Vin（可调输出），输出电流可达2 A，精度可达1%，开关频率为1 MHz，输出效率达94%，且内含过载及过热保护电路。

　　基于MAX1951的诸多特点，本文给出了采用该器件为Stratix II FPGA系统供电以降低其功耗的设计方案。

　　1 应用设计

　　采用MAX1951为Stratix II FPGA系统供电的参考电路如图1所示。

　　1.1 输入器件参数的设计

　　输入滤波电容主要是用来降低供电系统的电流峰值、电压纹波和电路开关噪声的影响，使芯片的输入电压纹波控制在3%以下。系统输入电源的纹波电压与输入滤波电容的关系式如下：

　　VIN_RIPPLE=IOUTVOUT/（fSWVINCIN）

　　图1中，R4、C5、C3分别为旁路电阻、旁路电容及参考旁路电容，一般取图中定值即可。