電源管理IC和電源軌次序與高可靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　高性能IC器件如FPGA一般都要求多條獨(dú)立的直流電源軌來給器件內(nèi)核、RAM、內(nèi)部緩存、外部擴(kuò)展I/O如I2C、SPI、LVDS以及其它端口提供電源。這些電源軌可能是不同規(guī)格的，但是差距也一般很小如1.2V、1.5V和1.7V，有時(shí)這些電源軌也具有同樣的電壓值，但是耐壓能力或者物理布局位置可能不一樣。例如WiFi網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用的高集成度的專業(yè)應(yīng)用IC就可能集成了多條電源軌，支持不同的網(wǎng)路功能以及不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的接口電壓。在天線驅(qū)動器和功率放大器應(yīng)用場景也具備雙向供電特性。

　　電源軌的數(shù)量不僅僅面向單一的IC器件，它面向的是整個(gè)完整的系統(tǒng)，電源軌的數(shù)量也在不斷的增加，比如增加電動機(jī)驅(qū)動、驅(qū)動MOSFET/IGBT、其他一些專用通信接口如以太網(wǎng)、RS-232/422接口。因此無論板卡尺寸大小，一個(gè)完整的系統(tǒng)可能需要更多的電源軌，完全可以采用一個(gè)獨(dú)立的DC電源調(diào)節(jié)器來驅(qū)動（也可以成為電源轉(zhuǎn)換器）。

　　設(shè)計(jì)者的問題

　　設(shè)計(jì)者的問題是當(dāng)我們采用主電源的時(shí)候——無論是具體的實(shí)際開關(guān)還是軟件控制的開關(guān)——這些電源軌必須按照之前精心設(shè)計(jì)的次序上電并達(dá)到最終穩(wěn)定值（當(dāng)關(guān)閉電源操作時(shí)也要按照制定的斷電次序）；如圖1所示，如果次序和相對時(shí)序不正確或者電壓上升和下架的波動頻率明顯會隊(duì)電路造成不可挽回的損壞。

　　圖1：多電源軌系統(tǒng)的上電次序一般是某些電源軌必須在其他電源軌上電后或者達(dá)到穩(wěn)定值后才能上電，關(guān)閉的次序也大致如此，如上圖是Altera Enpirion ES1021QI的電源軌上電次序（來源：Altera公司）