概述

电源设计管理器介绍

在 FPGA 设计过程中,从器件选择到系统级电源预算和散热设计,电源估算对于许多决策而言都至关重要。多年来,Xilinx 电源估算器 (XPE) 一直都是领先的 FPGA 电源估计工具;然而,随着 FPGA、MPSoC 以及自适应计算加速平台 (ACAP) 器件的尺寸和复杂性在过去几年里不断增加,很明显,我们必须对我们的电源估算功能进行相应的升级,才能为具有一系列复杂硬 IP 块的大型复杂器件架构提供更好的支持。

电源设计管理器 (PDM) 是全新的新一代电源估算平台,旨在为最大的 Versal® 和 Kria™ SOM 产品带来精确、一致的电源估算性能。电源设计管理器是 Versal 产品系列的首选电源估算工具。

电源设计管理器的特性

  • 为 Versal 器件带来了更高的速度和稳定性
  • 支持 Versal AI Core 系列、Prime 系列、Premium 系列和 AI Edge 系列
  • 支持 Kria K26 SOM 和 Kria KV260 入门套件
  • Vivado® ML Edition 电源设计及热预算的全新 XDC 向导用户定义约束
  • 现已针对 Windows 及 Linux 提供
  • Versal ACAP 硬 IP 块的增强向导:
      DDR 内存控制器 (DDRMC)
    • 600G 通道化多速率以太网子系统 (DCMAC)
    • 多速率以太网 MAC (MRMAC)
    • 支持 FEC 的 600G Interlaken (ILKN)
    • 400G 高速加密 (HSC) 引擎
    • PCI Express® 集成块,带有 DMA/桥接器和高速缓存相干互连 (CPM),支持 PCI Express Base 5.0 版本 (CPM5)

迁移

可轻松从 XPE 迁移至 PDM

推荐将 PDM 用于评估 Versal 器件的功耗,其可为 Versal 器件提供从 XPE 到 PDM 的无缝迁移。在 PDM 中创建项目时,只需选择导入 XPE 文件选项即可。导入 .xpe 文件后,PDM 工具将根据执行的设计更新 Versal 器件的资源使用情况。

XPE 将继续支持 Versal ACAP 产品系列之前的所有器件。

Alveo U50 图像

支持的产品

Versal 器件的电源设计管理器

Versal 器件支持:Versal AI Core、AI Edge、Prime 及 Premium 系列

Versal AI Core 系列芯片图像

AI Core 系列

凭借 AI 引擎可实现突破性的 AI 推断和无线加速,与当今的服务器级 CPU 相比,AI 引擎提供的计算性能高出 100 倍以上。

查看 AI Core 系列 >

Versal AI Edge 系列芯片图像

AI Edge 系列

与领先的 GPU 相比,功耗和散热受限的边缘应用可提供超过 4 倍的 AI 性能功耗比,从而加速从传感器到 AI 再到实时控制的整体应用。

View Edge 系列 >

Versal Prime 系列芯片图像

Prime 系列

Versal® ACAP 基础系列,提供广泛的器件,并在多个市场上具有广泛的适用性。

查看 Prime 系列 >

Versal Premium 系列芯片图像

Premium 系列

在灵活应变的平台上突破性地集成功耗优化的网络硬核,
面向最具挑战性的计算和网络应用。

查看 Premium 系列 >


Kria SOM 支持:KV260 视觉 AI 入门套件和 K26 SOM

KV260 视觉入门套件图像

KV260 视觉 AI 入门套件

作为 Kria K26 SOM 的开发平台,KV260 专门针对高级视觉应用开发,而且不需要具备复杂的硬件设计知识。

查看 KV260 >

Kria K26 SOM 图像

K26 SOM

K26 SOM 是整个应用加速的最新途径,针对需要灵活适应不断变化的需求的边缘视觉应用而优化。

查看 K26 >

下载

下载 PDM 并访问其它资源

有用信息

电源设计管理器 (PDM) 2022.2.1 是用于对这些产品进行功耗估算的独立下载:

Versal® ACAP: AI Core | Prime | Premium | AI Edge
Kria™ SOM: K26 | KV260

轻松将现有的功耗估算从 XPE 迁移到 PDM,以利用 Versal 器件的增强向导以及扩展的操作系统支持。


下载

请在这里下载公开密钥,您也可以从下载中心下载。


Windows 用户请注意

下载存档文件使用 tar gzip 格式压缩。请使用 tar 命令提取存档文件:

  1. 打开命令提示符以管理员身份运行。
  2. 转换至包含 PDM 下载存档文件的目录。
  3. 运行 tar 命令解压到同一目录下

tar -zxvf .tar.gz

也可以使用 -C 选项解压到不同的目录下:

tar -zxvf .tar.gz -C < 选择目标目录 >

排序与去耦

确保供电排序、去耦和整合准确无误,是顺利启动电路板的关键。通过电源设计页面,PDM 允许用户在两个支持性电源轨之间进行整合。

最少电轨:

允许为所选器件提供数量最少的稳压器,但这就意味着:由于域的电源管理,应用不能发挥任何静态节能优势。仍可通过时钟门控和频率缩放等技术实现动态节能。

全面电源管理:

能够全面控制电源轨,从而可最大限度节省电源:动态节能(源于利用时钟门控或频率缩放等动态节能技术)和静态节能(根据需要开关电源域)。

无论是否支持处理子系统 (PS) 超速驱动,PDM 都将根据针对内核电压(低:0.7V;中:0.8V 和高:0.88V)选择的器件显示这些选项所支持的整合与排序。

此外,还从电源表中为用户电源估算显示了电源轨组、DC 公差、AC 纹波和所有电流需求以及动态去耦。

这可确保针对用户计划的应用正确设计供电。

此外,去耦电容器与布置也通过 PDM 显示。以下是为商用级 (XC) 及国防级 (XQ) 器件推荐的电容器。

推荐的商用级 (XC) 电容器:

Nominal Value Case Size Temp ESR ESL Manf Manf Part Number Ideal Placement to FPGA/MPSoC1
330uF 1210 X6S 1mΩ 4nH Murata GRM32EC80E337ME05L Within 1-1.5" of BGA edge
100uF 0805 X6S 1.5mΩ 2.5nH Murata GRM21BC80G107ME15L Within 1-1.5" of BGA edge
47uF 0603 X6S 2mΩ 2nH Murata GRM188C80E476ME05D Within 1" of BGA edge
22uF 0603 X6S 3mΩ 2nH Murata GRM188C80G226ME15 Within 1" of BGA edge
10uF 0402 X6S 5mΩ 1.5nH Murata GRM155C80E106ME44 Within 1" of BGA edge
1.0uF 0201 X6S 10mΩ 1nH Murata GRM033C80J105ME05   Under BGA between power/GND vias
  1. 理想的布置是最大限度减少从电容器到 FPGA/MPSoC/ACAP 的扩散电感
  2. 上面列出的去耦基于当前的 PDM 设计,假设已遵循 UG863 中所有的电容器布置规则。
  3. 我们建议运行一个完整的电源去耦网络 (PDN) 仿真来进行验证。
  4. -55C 到 +105C 的推荐电容器:

推荐的国防级 (XQ) 电容器:

Nominal Value Case Size Temp/ Change % Manf Manf Part Number Ideal Placement to FPGA/MPSoC1
330µF 7343 TantPoly Kemet T541X337M010AH6510 1-4"
47µF 7343 TantPoly Kemet T541X476M035AH6510 0.5-3"
22µF 1210 X7R Kemet C1210C226K8RAL7800 0.5-2"
2.2µF 0805 X7R Kemet C0805C225K4RAL7800 0-1"
0.47µF 0603 X7R Kemet C0603C474K4RAL7867 0-1"
0.1µF 0402 X7R Kemet C0402C104K4RAL7867 0-1"
  1. 理想的布置是最大限度减少从电容器到 FPGA/MPSoC/ACAP 的扩散电感
  2. 上面列出的去耦基于当前的 PDM 设计,假设已遵循 UG863 中所有的电容器布置规则。
  3. 我们建议运行一个完整的 PDN 仿真来进行验证。
  4. -55C 到 +125C 的推荐电容器:


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