FPGA SmartVID

Design-Leitfaden für die Auswahl eines SmartVID-fähigen FPGAs Spannungsreglers.

Überblick

SmartVID ist eine Funktion auf ausgewählten Altera® FPGAs, bei der das Gerät die optimale Spannung identifiziert, mit der es betrieben werden sollte, und diese Informationen über den PMBus an den Leistungsregler weitergibt. Der Begriff steht für Smart Voltage IDentification (SmartVID).

Die SmartVID-Funktion kompensiert Prozessabweichungen, indem sie die Prozessverteilung durch Spannungsanpassung einschränkt. Die Funktion ermöglicht es einem Spannungsregler, das SmartVID-Gerät mit VCC- und VCCP-Spannungspegeln zu versorgen, die seine Leistung durch dynamische Spannungsanpassung optimieren. Sie wird vom SDM-Subsystem (Secure Device Manager) verwaltet.

Mehrere Altera® FPGA Produktreihen unterstützen die SmartVID, was durch ein Suffix in der Bestellnummer (OPN) gekennzeichnet ist, darunter:

  • Agilex™ 7 Geräte der F- und I-Serie mit den Suffixen: -V, -E und -X
  • Agilex™ 7 Geräte der M-Serie mit den Suffixen: -V und -E
  • Agilex™ 5 Geräte mit den Suffixen: -V, -E, -S und -X
  • Stratix® 10 Geräte mit dem Suffix: -V

Tabelle 1. SmartVID-Geräteunterstützung für PMBus

Wichtig:

  • Der PMBus-Betriebsmodus ist anwendungsabhängig und muss vor dem Board-Design festgelegt werden, um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Signale unterstützt werden.
  • Eine falsche Implementierung kann die Konfiguration des Geräts verhindern.

Jedes SmartVID-Gerät unterstützt PMBus-Controller- und Zielmodi mit 1,8-V-Single-Ended-I/O-Standard.

PMBus-Schnittstellensignal

PMBus-Controller1 Betriebsmodus

Betriebsmodus PMBus Target2

PWRMGT_SCL

Erforderlich

Erforderlich

PWRMGT_SDA

Erforderlich

Erforderlich

PWRMGT_ALERT

-

Erforderlich

1. Controller ehemals Master

2. Ziel ehemals Sklave
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Empfohlene Spannungsregler

Tabelle 2. Empfohlener PMBus-konformer Spannungsregler

Wichtig:

  • Ein PMBus-kompatibler Spannungsregler muss verwendet werden, um SmartVID-Geräte mit Strom zu versorgen.
  • Wenn der Spannungsregler nicht richtig ausgewählt und implementiert ist, schlägt die Gerätekonfiguration fehl und führt wahrscheinlich zu einem kostspieligen Durchdrehen der Platine.

Ein PMBus-kompatibler Spannungsregler muss verwendet werden, um SmartVID-Geräte mit Strom zu versorgen.

FPGA Gerätereihe

Vollständig validiert1

Nur API validiert 2

Agilex™ 7
  • ISL682XX
  • ISL69260
  • LTC3888:1
  • LTM4677
  • PXE1410CDM_G005
  • XDPE12284C
  • XDPE15284D
  • MPM3698
  • MP2975
  • MAX20796
  • MAX20734
  • MAX20743
  • MAX20855
  • XDPE1A2G5B
  • LTC3888
  • LTC3888-2
  • LTC7883
  • LTM4678
  • LTM4680
  • LTM4681
  • TPS53676

Agilex™ 5
  • TPS53676
  • LTC3882-1
  • ISL68223

Stratix® 10
  • LTM4677
Spaltenbegriffdefinitionen:
  1. Vollständig validiert: Diese Regler werden für jede Version der Quartus Prime Pro-Software regressionsgetestet und validiert. Intel empfiehlt dringend die Verwendung eines dieser Regler.
  2. API-validiert: Diese Geräte sind bekanntermaßen API-kompatibel mit der SDM-Energieverwaltungs-Firmware, wurden jedoch nicht physisch getestet.
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SmartVID-Debug-Checkliste und Richtlinien für Spannungsregler

Tabelle 3. Koeffizienten des Spannungsreglers

Wichtig:

  • Um Konfigurationsfehler zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass der Koeffizientenwert für den Spannungsregler korrekt ist, wenn Sie die Einstellung in der Quartus® Prime Pro Edition-Software ausfüllen.
  • Ein falscher Koeffizientenwert kann dazu führen, dass der Spannungsregler dem FPGA einen falschen Spannungswert bereitstellt und Konfigurationsfehler verursachen.

Spannungsregler

Vout_Format

Koeffizienten

Einheit
LTC7883 Linear N = -12 Volt

LTM4677

Linear

N = -12

Volt
LTM46815 Linear N = -12 Volt

LTC38886

LTC3888-16

LTC3888-26

Linear

N = -12

Volt

LTC3882-16

Linear

N = -12

Volt

TPS53676

Linear

N = -10

Volt

ISL682xx/1xx

Direkt

m=1, b=0, r=3

Volt

m = 1, b = 0, r = 0

 Millivolt

ISL69260

Direkt

m=1, b=0, r=3

Volt

m = 1, b = 0, r = 0

 Millivolt

MAX20796/ MAX20734/43

Linear

N = -9

Volt
MAX20855 VID_Table2 m = 1, b = -490, r = -1 Millivolt

MP2975

VID_Table2

m=2, b=-490, r=-1

Millivolt

MPM3698

VID_Table2

m = 200, b = -49, r = 0

Volt
XDPE 1A2G5B Linear N = -10 Volt

XDPE 15284D

Linear1

N = -9

Volt
XDPE 12284C IMVP92,3 m=1, b=-200, r=-1 Millivolt

PXE1410CDM_G005

VID_Table2,4 (VR12.0 5mV Schritt)

m=2, b=-490, r=-1

Millivolt

VID_Table2,4 (VR12.5 10mV Schritt)

m=1, b=-490, r=-1

Millivolt
  1. Der Standardmodus und der Exponent, die dem XDPE15284D zugeordnet sind, sind so konfiguriert, dass sie den linearen Modus und den Exponenten -9 unterstützen.
  2. Setzen Sie die vout_format in der Energieverwaltungseinstellung auf Direkt, wenn Sie VR mit diesem vout-Format verwenden.
  3. Der Standardmodus und die Koeffizienten, die XDPE12284C zugeordnet sind, sind so konfiguriert, dass sie IMVP9 unterstützen.
  4. Der Standardmodus und die Koeffizienten, die PXE1410CDM_G005 zugeordnet sind, sind so konfiguriert, dass sie VR12.0 unterstützen.
  5. Legen Sie den Slave-Gerätetyp in Quartus als LTM4677 fest, um diese VR zu verwenden
  6. Diese VR hat eine langsame Reaktionszeit für das Rücklesen und führt tendenziell zu einer längeren Konfigurationszeit.
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Tabelle 4. Dokumentation

Benutzerhandbuch Thema Benutzerhandbuch Beschreibung

Benutzerhandbücher für die Energieverwaltung

 Diese Benutzerhandbücher enthalten Informationen zu Implementierungen von SmartVID-Funktionen. Lesen Sie die Benutzerhandbücher, um die PMBus-Kommunikation zwischen FPGA und Spannungsregler zu verstehen.

Benutzerhandbücher für Stromverteilungsnetze

 Diese Benutzerhandbücher enthalten Informationen für Power Distribution Network (PDN), mit denen Sie Ihr PDN-Design erfolgreich abschließen können, ohne dass zusätzliche Unterstützung erforderlich ist.
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Weiterführende Links

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