基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的电源参考设计

当我们设计每一块PCB的时电源部分都是重要的组成部分，电源电路设计的好坏直接反应出产品性能的好坏。除了一些布局布线的要求，现在很多SoC、FPGA器件设计的越来越复杂，光电源部分就需要多种不同的电压/电流供应，而且还需要保证一定的上电顺序。每一块PCB的设计都需要制定自己的设计规范，因此PCB电源设计是工程师不可避免的一个难题。

Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC是最新推出的嵌入式高性能低功耗多核异构处理器SoC，在功能增加的同时这款器件的电源要求也更复杂了。安富利（Avnet）UltraZed SoM就是基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC，这款板卡尺寸仅50.8x76.2mm，电源部分的面积则更紧凑了（如图1黄框所示）。

图1：Avnet UltraZed SoM电源部分紧凑的设计（黄框部分）

UltraZed SoM电源解决方案采用的是两个英飞凌（Infineon）IRPS5401电源管理单元（具体连接如图2所示），IRPS5401是一款高集成度的电源管理器件，包括5路电源输出，A-D电源输出范围0.25V~5.1V，LDO电源输出范围0.5V~3.6V，输入电压支持5V/12V。不需要额外的电路设计，非常适合电路电源要求的系统设计。同时还集成了电流、电压以及温度传感器，将IRPS5401的实时状态通过I2C/PMBus传输给上位机（PC）。

图2：Avnet UltraZed SoM采用英飞凌IRPS5401电源管理模块实现电源设计

除此之外，英飞凌（Infineon）还提供了一款软件应用PowIRCenter，安装在PC端，通过USB接口与板卡的IRPS5401电源管理模块实现通信连接，提供良好的用户界面（GUI），支持两种工作模式：“On-line”模式需要器件保持连接，软件界面上会显示器件的寄存器，工程师可以进行动态的配置和测试；“Off-line”模式则不需要器件的实时连接，允许工程师使用PMBus命令生成离线的配置文件。