14nm的FPGA需要什么樣的電源管理IC？

FPGA從誕生時只包含64個邏輯模塊和85000個晶體管，門數量不超過1000個，到如今晶體管個數超過10億個，門的數量已經達到千萬級，結構變得越來越復雜，集成融合的模塊和功能也越來越多，其制造工藝也從原來的2μm，演進到了目前的20nm，甚至14nm?，F在的FPGA不僅僅是一個邏輯器件，它現在更加像一個平臺，在一個FPGA中常常會包含有數字信號處理、嵌入式處理、高速串行和其他高端技術模塊。那么，這樣的FPGA需要什么樣的電源管理IC來與之配合呢？

“如何給功能越來越多，性能越來越高，工藝越來越先進的FPGA供電，確實是一個非常具有挑戰性的問題。”Altera公司電源業務部市場總監Mark Davidson表示，“采用14nm工藝的FPGA會具有更高的性能，相應地也會需要更加高性能的電源與之匹配。而且14nm的FPGA對電源的要求更加苛刻，對電源精度的要求更高，如果電壓范圍超過了規范的要求，就有可能會使FPGA失效，甚至可能會燒壞。再加上從事FPGA開發的工程師一般都比較擅長數字電路方面的設計開發，而對模擬電源方面的專業知識可能會顯得有些不足。因此，為了幫助客戶解決這些挑戰和簡化設計，我們在今年5月份時收購了Enpirion電源公司，以開發使用方便、高效、全面的電源解決方案。”

12月初，Altera推出了收購Enpirion后的首個電源優化FPGA參考設計。據Mark介紹，該解決方案在系統方面具有很多優勢：引腳布局減小了50%；功耗降低了35%；由于控制環帶來的優異的瞬變性能，FPGA的去耦合體電容的使用減少了50%；該方案具有低噪聲和低紋波的優勢，可以高效地為收發器和PLL供電；另外它還在減少元器件數量的同時，還提高了系統的可靠性，降低了生命周期成本。

圖1：Cyclone V SoC參考設計。

Mark強調了收購一家電源企業比與電源企業合作有更多的好處。一般大的電源公司的電源器件會有很多不同的應用領域，他們不會也不可能把全部的精力投入到FPGA領域。而Altera會更加關注電源器件在FPGA方面的應用。他表示，“收購Enpirion，我們成為一個公司后，可以集合電源、FPGA系統工程，以及電路板布局、信號完整性領域的所有專家，共同開發出一個更好的解決方案。”

未來，Altera甚至可能會利用Enpirion公司在電源方面的技術，將電源模塊集成進FPGA內部，從而簡化FPGA系統開發工程師的開發過程。