最近一個(gè)項(xiàng)目開始使用Xilinx的ZU+系列MPSoC，于是對其官網(wǎng)上的相關(guān)文檔進(jìn)行了學(xué)習(xí)梳理，包括電源、時(shí)鐘、復(fù)位、配置和外圍接口等。

本篇就電源部分進(jìn)行梳理，其他部分會在后續(xù)的文章進(jìn)行梳理，如有不妥之處，敬請留言指正為謝！

1、電源概述

引用UG1085中的一張圖可以看出ZU+的電源還是相當(dāng)復(fù)雜的，不過細(xì)細(xì)琢磨也就分為兩部分：PL和PS，PL部分再細(xì)分為logic部分和GTx部分；PS部分再細(xì)分為LPD、FPD（含GTR）和公共部分（PLL、ADC、AUX）。下面是用思維導(dǎo)圖整理的相關(guān)電源域，其中以-2E等級為參考，電流部分由于所選型號、所用資源不一，暫未統(tǒng)一評估，后續(xù)會進(jìn)行詳細(xì)評估。

電源相關(guān)引腳描述可參考UG1085和DS925。

2、上電時(shí)序

上面簡單的概述了一下ZU+的電源域，下面就上電時(shí)序進(jìn)行敘述。

PS部分和PL部分的上電時(shí)序是獨(dú)立的，為了防止損壞器件，器件內(nèi)部已經(jīng)進(jìn)行了隔離。

PS部分的LPD（Contains the ARM Cortex-R5 real-time processor unit (RPU), theplatform management unit (PMU), and the configuration security unit (CSU), aswell as the remaining on-chip peripherals.）要先于FPD（Contains the ARM Cortex-A53application processor unit (APU) as well as a number of peripherals typicallyused by the APU.）上電，或者同時(shí)上電。

LPD部分的上電順序?yàn)椋?/p>

VCC_PSINTLP

CVCC_PSAUX, VCC_PSADC, andVCC_PSPLL in any order or simultaneously.

CVCCO_PSIO

FPD部分的上電順序?yàn)椋?/p>

VCC_PSINTFP andVCC_PSINTFP_DDR driven from the same supply source.

VPS_MGTRAVCC andVCC_PSDDR_PLL in any order or simultaneously.

VPS_MGTRAVTT andVCCO_PSDDR in any order or simultaneously.

PL的邏輯部分的推薦上電時(shí)序?yàn)閂CCINT,VCCINT_IO/VCCBRAM, VCCINT_VCU, VCCAUX/VCCAUX_IO, and VCCO. VCCINT_IO和VCCBRAM必須連接到一起，VCCAUX/VCCAUX_IO必須連接到一起。如果VCCINT和VCCINT_IO/VCCBRAM電壓相同，可以使用同一電源并且同時(shí)上電；如果VCCAUX/VCCAUX_IO和VCCO電壓相同，可以使用同一電源并且同時(shí)上電。

PL的GTx部分的推薦上電時(shí)序?yàn)閂CCINT, VMGTAVCC, VMGTAVTT OR VMGTAVCC, VCCINT,VMGTAVTT. VMGTVCCAUX沒有時(shí)序要求。

VMGTAVCC和VCCINT沒有時(shí)序要求，可以同時(shí)上電。如果不滿足時(shí)序要求，則VMGTAVTT上下電的電流可能比規(guī)范規(guī)定的高。

所有的下電時(shí)序都和上電時(shí)序相反。一般都不進(jìn)行下電時(shí)序控制，如果有需要低成本的下電時(shí)序控制電路，可以參考NVIDIA的Jetson TX2的底板，本人之前就使用過這套方案進(jìn)行過K7的下電時(shí)序控制，還是非常好用的，這套方案成本較低，同時(shí)考慮了外部掉電和主動關(guān)機(jī)的情況，值得參考。

上下電時(shí)序相關(guān)資料可參考DS925。

3、電流評估

Xilinx FPGA的電流評估常見的有幾種方案：Xilinx自己的XPE（使用該種方式你一定會驚嘆excel的強(qiáng)大之處?。I的WEBENCH（貌似只有FPGA部分，沒有ARM部分）、Vivado軟件、開發(fā)板等，這幾種方案都可以根據(jù)自己的外設(shè)進(jìn)行定制，方便靈活。

以下為XPE評估的一個(gè)樣例：

PS部分的電流評估：

PL部分的電流評估：

注：我使用的是XCZU3，沒有引出GTx部分。

同樣可以使用TI的WEBENCH進(jìn)行評估，也可以使用vivado進(jìn)行預(yù)評估。

4、電源相關(guān)設(shè)計(jì)（主要是去耦電容）

PL部分電源的去耦電容根據(jù)型號不同、封裝不同，具體的數(shù)量不同，具體參見UG583，也可以根據(jù)XTP427的checklist進(jìn)行對照檢查。

PL部分電源域主要包括：VCCINT/VCCINT_IO，VCCBRAM/VCCINT_IO，VCCAUX/VCCAUX_IO，HDIO，HPIO幾組。

PS部分電源域較多，具體參見UG583，也可以根據(jù)XTP427的checklist進(jìn)行對照檢查。針對VCC_PSDDR_PLL和VCCINT_VCU(MPSoCEV Devices Only)還需要特殊處理。

5、電源解決方案

5.1、Xilinx推薦的解決方案

在了解市面上常見解決方案之前，先看看Xilinx官方提供的電源解決方案，在UG583中Xilinx提供了四種解決方案：

Always on: Cost optimized (-1 and -2 devices)

Always on: Power/efficiency optimized (-1L and -2L devices)

Always on: PL performance optimized (-3 devices)

Full power management flexibility (all devices/speed grades)

并針對每一種提出了相應(yīng)的解決方案，詳細(xì)見后。

-----------------Always on: Cost optimized (-1 and -2 devices)--------------------------

-----------Always on: Power/efficiency optimized (-1L and -2L devices)------------

-------------------Always on: PL performance optimized (-3 devices)------------------

-------------Full power management flexibility (all devices/speed grades)--------

5.2、電源廠家的解決方案

市面上ZU+的電源解決方案較多，常見的電源芯片廠家均有，出去單路輸出的解決方案外，如TI、ADI（linear）、dialog、Infineon等廠家均有相應(yīng)的PMIC解決方案，比較常見的ZU+的電源解決方案主要有以下幾種：

Dialog公司的DA9063

TI的TPS6508640，PMP10555、PMP11328（只有core rail）、TIDA-01480、PMP12004-HE等

Infineon的IRPS5401

----------------------------Dialog公司的DA9063和DA9213解決方案---------------------

----------------------------------TI的TPS6508640解決方案-----------------------------------

-------------------------------------Infineon的IRPS5401---------------------------------------

由于不同的使用情況，功耗差異較大，具體方案的選擇，需根據(jù)使用的資源、封裝選型等因素考慮，切記照抄照搬！