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关键字：介质处理器 SoC FPGA 可编程电源
由于当前复杂逻辑器件的多元化及不断变化的电源要求，对于系统设计师来说，开发能够满足系统电源需求的电源系统也变得越发艰难。开发期间及开发之后，与电源电压的调整需求相比，固定电压电源系统的灵活性差，这会增大设计风险，导致设计项目延迟甚至被取消。而可编程电源系统能够满足这种灵活性的需求，从而圆满地解决这一问题。本文论述了可编程电源系统的优势和收益，并且讨论了众多降低系统设计风险的方法。
多年前，系统设计师在设计系统电源时相对容易一些。逻辑运行需要5V电源，硬盘和软盘驱动器需要 12V电源；系统其他器件采用双电源电压来运行，或者可以添加一个负电压电源。指定三种电源。易用性。
如今的复杂逻辑器件（FPGA、ASIC、SoC、ASSP等）有着更为复杂的电源要求。系统中一个芯片便有可能需要三种或四种电源电压。更糟糕的是，多个电源电压的启动顺序和定时对系统初始化起着至关重要的作用。断电操作期间切断电压的顺序对芯片的正常停机同样重要，并且还能够极为有效地防止电源对IC造成的损坏。复位线或者多个复位线与电源电压之间的定时关系也同样相当重要。
此外，电源系统必须与当前的许多复杂系统实时交互，并且必须能够根据快速波动线和加载要求来实现实时重新配置。简而言之，与从前相比，当今复杂数字系统的电源系统设计有着更为深远的考量，它促进了电源管理系统的发展，与图1所示一样，这是为了满足当今越来越复杂的系统设计需求。然而，与以往相比，系统设计师却较少考虑到这些问题，这是由于他们更加关注极复杂逻辑系统的工作性能，以及大量相关固件是否能够与硬件设计充分集成。
图1，合并有电源管理系统的系统设计简化框图。
电源问题以及系统设计师的设计风险
系统设计师需要定制电源以便处理当今 FPGA、介质处理器、ASIC、SoC和 ASSP 的电源需求。在未来，这一趋势必然仍将持续，但是有许多设计师缺乏设计高效率开关电源所需的技能，也没有时间去学习如何使用多个必要的传统电源管理控制芯片来创建多电压电源； 同时还缺乏进行复杂计算的愿望，以及缺乏学习如何选择不熟悉的电源元件如电源 FET和电源电感器的愿望。简而言之，系统设计师在开发日益复杂的电源系统方面所花费的时间越来越少。正由于所花的时间不够，大大提高了设计电源时的风险，导致电源不满足要求，需要返工，因而延误了产品的推出。
此外，系统设计师需要降低由于元件置换导致的设计要求变更风险、降低由芯片电源规范更改而产生的设计风险，或者减少在整个电源电压调整期间对芯片性能进行微调的需求，所有上述风险系数都可通过利用可编程电源来缓和。可编程电源可以根据当前系统元件不断变化的要求，或者根据由于元件置换或系统扩充而产生的新要求来调整。有一种极为有效的方法可以处理生产，下线前及生产，下线后的元件变化。
因此，系统设计师需要找到能够快便捷地开发灵活插件板电源系统的新方法，该电源系统需能够实现运行时的电源电压重新编程，以处理未来在面对系统电源要求时的诸多未知难题。这种灵活且易于设计配置的电源系统可降低系统设计风险。同样重要的是：这些可编程电源系统极大地增强了设计灵活性，从而降低了系统设计风险，却不会提高电源成本。
电源发展趋势
随着当前系统复杂性越来越高，其对电源的要求也不断增长，电源系统需要拥有比以往更高的能力应对当前的复杂系统。除了需要更多样的电源电压、电源、复位顺序以及偏移不灵敏性之外，当前的系统设计还需要对电源电压进行更为精密的可编程控制，如 FPGA、介质处理器、SoC和 ASSP等高级芯片足以充分证明此点，这些芯片是当前系统的核心所在。例如，最高级的 FPGA 需要三种或四种电源电压。
表1显示了连续几代 Xilinx Virtex和 Spartan FPGA所需的电源电压。需注意的是，有些 FPGA需要两种电源电压，有些需要三种，全部三种电源电压都可以假定每一代的电压值均不相同，这取决于系统设计。
表1，Xilinx FPGA系列和各代产品的电源电压。
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