復雜電路系統電源及PDS設計

現代大型集成電路，比如CPU、大型FPGA等消耗的電流往往達到數安到幾十A，并且一些復雜系統電源種類繁多，因此電源系統的設計是否合理往往成為系統能否穩定工作的關鍵。電源系統的設計應該包含電源評估、電源供電電路設計和功率分布系統（Power distribution system 簡稱PDS）三個方面。本文分別探討這三個方面的一般設計方法和思路。

一、電源評估
評估電源是電源系統設計的第一步，也是最重要的一步，決定了電源設計的成敗。在設計電源的時候應該已經完成了整個系統的框圖設計并基本選定了其中重要的IC芯片，這時我們需要參考數據手冊Datasheet獲得每一個IC的工作電壓及消耗電流，并繪制下面這樣一張表：
表一、 IC電源評估表

1.電源類型
電源類型可以分為模擬和數字兩大類，模擬電源是指為PLL、ADC/DAC等模擬電路供電的電源；而數字電源主要是為數字電路供電，它又可以分為核心電源（主要為集成電路的核心邏輯電路供電，比如FPGA 核心電、壓源）和I/O電源（主要為I/O接口供電），現代大型IC的供電一般核心電壓和I/O電源是分開供電。
2.電壓值
電壓值一般包含最小、典型和最大值，一般設計的電路電源應該工作在典型工作電壓上，并且電源波動范圍不應該超過最小和最大值的范圍。
3.電流
在設計電源時電流值應該考慮最Worst的情況，比如大型FPGA系統電流可能會隨著使用邏輯門的多少而相差很多；在設計供電電路時在評估的最大電流基礎上要提供一定的設計余量。