電源分配ネットワーク

使いやすい電源分配ネットワーク(PDN) デザイン・ツールは、すべてのインテル® FPGA で使用されるボードレベルの PDN を最適化するグラフィカル・ツールです。ボードレベルの PDN により、電源と電圧レギュレーター・モジュール(VRM)から FPGA 電源への戻り電流を分配し、最適なトランシーバー・シグナル・インテグリティと FPGA 性能をサポートします。図 1 に PDN の各コンポーネントを示します。

電源分配ネットワークのモデル

各電源では、バルク・デカップリング・コンデンサーとセラミック・デカップリング・コンデンサーのネットワークを選択する必要があります。SPICE シミュレーションを使用して回路のシミュレーションを行うとき、PDN デザインツールは、最適なコストおよび性能のトレードオフを実現するための、適切な数のデカップリング・コンデンサーを決定する高速かつ高精度のインタラクティブな方式を提供します。また、あるデザインに対する最適なデカップリング・コンデンサーの組み合わせを決定することによって、ボードスペースを節約 し、ボードレイアウトを簡素化することが可能です。

このツールでは、スプレッドシート形式でコンデンサーの個数と容量を選択することができます(図2参照)。PDN デザインツールは、PDN の合成インピーダンスを VRM、デカップリング・コンデンサーとマウンティング・インダクタンス、PCB、およびオンパッケージおよびオンチップ・コンデンサー付き FPGA のインピーダンス特性を併せて計算します。

図 2. PDN 最適化のためのスプレッドシート・エントリー

合成インピーダンスが、PCB カットオフ周波数(FEFFECTIVE)までターゲット・インピーダンスに適合する場合(図3参照)、最適な性能が達成されます。ターゲット・インピーダンスは FPGA の電力要件から導出されます。アルテラの Quartus® Prime または、Quartus® II 開発ソフトウェア PowerPlay 電力解析テクノロジー により、各電源レールに対する FPGA の消費電力を正確に解析することができます。

図 3. PDN 最適化後のインピーダンスの結果

PDN プリント基板デザイン手法は、AN 574: Printed Circuit Board (PCB) Power Delivery Network (PDN) Design Methodology (PDF) で詳細に解説しています。また、効率的なシステム電源供給ソリューションの設計における FEFFECTIVE の役割についても紹介しています。

インテル® FPGA のツールおよびボードデザインのガイドラインを使用して自信を持ってデザインを作成し、適正な性能とコストのトレードオフを図りながら、初回から正しいデザインを完成させることが可能です。

ツール

 

PDN Tool 2.0 既知の問題:

https://www.altera.com/support/support-resources/operation-and-testing/power/pdn-tool-2-0-button-do-not-work-run-time-error-message.html