晒WEBENCH设计的过程+A3P400中高端FPGA多负载电源设计

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晒WEBENCH设计的过程+A3P400中高端FPGA多负载电源设计 [复制链接]

    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。

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

图：FPGA选择

WEBENCH直接将FPGA的各个电源都添加为负载。

图：自动添加负载

在工具栏点击“优化”，进入优化设计页面。

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.

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。

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。

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。

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。

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。

图：BOM

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

图：生成CAD文件

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。