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晒WEBENCH设计的过程+A3P400中高端FPGA多负载电源设计

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一粒金砂(中级)

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发表于 2014-8-24 09:10:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

    随着FPGA技术的不断发展,在FPGA内嵌入处理器核已经应用的越来越广泛了,在尺寸限制的情况下而又同时需要FPGA和MCU控制,最好的办法就是使用带MCU内核的FPGA,这无疑就增加了系统电源设计的复杂性,好在TI的WEBENCH设计工具基本上涵盖了主流FPGA厂商 的大部分系列。本文就以Actel公司的A3P400系列FPGA为例,利用WEBENCH设计一个供电系统,由于WEBENCH没有M内核 的ActelFPGA,但是可以在FPGA内使用软核。
进入WEBENCH设计:http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/analog/webench/overview.page.在WEBENCH设计页面的FPGA/μP选项卡中选择FPGA厂家为Actel,点击红色按钮“FPGA Architect”进入FPGA多负载设计页面。
1.jpg

图:FPGA/μP电源设计

在FPGA选型列表中选择A3P400,然后再右侧“下一个步骤”后点击“添加多个负载”按钮
2.jpg

图:FPGA选择

WEBENCH直接将FPGA的各个电源都添加为负载。
4.jpg

图:自动添加负载

在工具栏点击“优化”,进入优化设计页面。
5.jpg

图:优化页面

旋转优化旋钮可以对效率进行优化,总共有5个优化等级,WEBENCH默认的优化等级为3.
6.jpg

图:优化效果

在三个方案中比较发现方案402与301相比,效率提高4%而价格和面积就提高了50%,综合比较还是选择方案301,效率84%左右,但成本和布局面积都很小。
在工具栏点击“检视/编辑”进入检视视图。
7.jpg

图:检视/编辑视图

通过点击左侧的电路分支可以在右侧查看不同分支的器件和BOM,还可以对器件进行替换。
在工具栏点击“电源”按钮,进入电源设计视图。
8.jpg

图:主视图

在工具栏点击“原理图”进入原理图视图页面,查看原理图详情。
9.jpg

图:原理图

点击工具栏的“工作参数”可以查看各个分支电路的各个节点的电压和电流参数,方便分析和调试该方案的电路。
10.jpg

图:工作点参数

由于该方案涉及到参数比较多,所以可以在工具栏点击“BOM”查看清单,并点击“Excel电子表格”将BOM输出为Excel表格格式,方便元器件的采购和成本控制管理。
11.jpg

图:BOM

在工具栏点击“Export”,将设计文件输出为AltiumDesigner格式。
12.jpg

图:生成CAD文件

13.jpg

图:下载CAD文件

在工具栏点击“打印”将该方案的设计详情以PDF格式打印输出。
使用心得:
1.可能是TI没有与其他厂商进行数据交互,导致器件选型中很多型号都没有,设计的时候需要工程师自己查看Datasheet,决定电源的类型和参数,这一点不是很人性化,希望TI可以与其他的厂家有数据交互,那样以后无论用哪个公司的器件都可以用WEBENCH选择器件设计电源了,这个想法可能是行不通的,但也算是使用过程的一点儿体会吧!
2.生成多负载电源的时候,BOM和原理图都不能统一在一起,每个支路都是分开的,这一点感觉很不方便。



2.jpg

webench_project_3555597_8_51193786.pdf

343.97 KB, 下载次数: 1

webench_schematic_exchange_design_3555597_50_Altium.zip

36.25 KB, 下载次数: 0


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