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纯净的硅（初级）

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发表于2015-6-28 23:46 只看该作者

[晒出我的WEBENCH得意之作]基于WEBENCH的FPGA+DSP设计供电电源设计 [复制链接]

本帖最后由 youzizhile 于 2015-6-28 23:53 编辑

使用webench为FPGA+DSP设计供电电源

1 设计目标：

针对图像变换和高速图像帧处理应用，同时为了方便扩展和驱动定制化的LCD屏幕，采用FPGA+DSP的方案来实现项目的需求。

FPGA采用FPGA AlteraCyclone V SX系列 5CSXFC5D6F31I7N，需要提供的电源电压有：1.1.V 2.5V 1.8V 3.3.V和1.2V，且1.1V属于核心电源电压，需要先上电

而对于TI的C6000系列DSP TMS320C6454BZTZ，需要的电源电压有1.8V 1.25V和3.3V，且满足以下时序：

针对以上设计需求，采用成熟的方案和设计分析，在ti的webench设计工具中，可以方便实现时序设计、器件选型、功率分析、参数特性仿真、热仿真、电路原理图输出、物料bom清单输出，器件替换选型等各种与电路设计相关的需求。

2 设计过程2.1 第一步

在ti官网上打开TI WEBENCH（首先要登录注册的ti官方账户，否则不能正常使用TI WEBENCH），输入设计参数，选择FPGA up选项

2.2 第二步参数设置

FPGA参数选取

DSP型号和参数选取

参数设置截图

2.3 第三步提交项目要求，生成设计

2.4 第四步：项目优化，选择最佳的解决方案，创建webench项目

点击下一步，检视项目细节

2.5 第五步：检视和编辑项目设计，可以选择替换型号，查看面积等参数

在检视/编辑页面中出现的饼图让用户可审视系统中每个电源对功率耗散、BOM价格和大小的贡献，通过点击个别电源，用户可了解更详细的数据，并且也可在需要时点选 "Alternate Solutions"替代方案标签来拣选另外的电源供应解决方案。用户可判断出该电源是否问题的根源，从而作出修正。例如，当某电源导致方案的尺寸过大，用户在情况许多下可选用较为细小的解决方案。

查看成本，功率面积

选择替代电路，对比效率等参数

2.6 第六步：点击create project，生成最终设计

项目架构缩略图，系统框图则会显示在画面的左边，每一个电源供应设计中的功能区块都可被点选存取。

项目架构缩略图调整视图

项目优化调校

项目设计图表

设计原理图

设计详细信息

工作数值缩略图

材料清单缩略图

整个设计输出文件选项视图

2.7 第七步，查看各种参数选型，工作数值，各项参数，包括输入输出参数，效率，频率，占空比，开关损耗等参数

项目设计中单个输入输出器件的图标，可以分别查看每一个器件的图表。

可以对项目的设计进行优化，等待系统加载

优化加载结果

针对每一个器件可以进行设计仿真

执行仿真开始，仿真时间少于8分钟

仿真进度

2.8 第八步：输出设计清单，还可以替换物料，给出很多选择

2.9 第九步：输出设计文件

输出cadence文件

打印报告，生产pdf

分享设计结果，被分享的人可以直接查看设计结果

若有任何疑问，可以点击help，针对遇到的问题可以查找解决方法

2.10 查看webench的时序设计实现：

设计的上电时序控制lm3880

设计的上电时序控制原理图

2.10 实际测试：
3.3V测试

2.5V纹波测试

1.8V测试

1.1V测试

上电时序：

3 总结：

根据选择要设计的选项，然后通过输入一些必要的数据就可以产生多个不同的设计方案。同时在WEBENCH界面里，不但设计简单，界面直观明了，针对厂家的器件预定义了特性，同时还提供了对BOM成本和面积与效率等的优化选项，同时还能对器件封装等进行选择，针对不同的要求可以筛选出符合条件的方案。在选择了确定的方案以后，就会生成一个电路原理图，然后尽可以进行电路的各项电气特性分析，电流输出，温度特性热力分析并能生成封装库和原理图等设计文档，还可以订购器件，分享设计结果等，十分方便高效。

而对于每一个器件的潜在负载，WEBENCH工具将自动填入该器件的特有电源要求，并且找出合适的核心和输入/输出选择，检讨负载的要求和根据供货商提供的电源数据调整输入，并且在有需要时添加其它的负载，同时使用调校优化旋钮以微调最终设计，通过转动旋钮去微调建议中的电源设计，只消数秒便可缩减尺寸、提高效率或降低系统的整体成本。

同时通过分析仿真，优化设计，一次到位设计实现，减少不必要的反复过程，降低设计成本，是一款硬件设计工程师不可或缺的电源设计工具！

另外WEBENCH还支持单路电源、LED、LED Arichitect、power arichtect、FPGA、 hot swap、simple swticher、滤波器、时钟、负载转换、接口、ddr电源和时序等13种类的电源设计，丰富了设计选择！