Hallo, ich bin gerade an einem Design für einen Artix7-200T dran, bei dem auch alle MGTs nutzbar sein sollen. Beim Thema Stromversorgung bin ich mir allerdings nicht ganz schlüssig wie die Sache am Besten zu gestalten ist. Folgende Eckdaten: - MGTs brauchen 1,0V und 1,2V analoge Versorung - Zulässiger Ripple 10 mVpp - 1,0V auch als FPGA-Core-Spannung vorhanden Schaltungstechnisch wäre es natürlich recht einfach, die 1,0V analog über einen Filter aus der Core-Spannung abzuleiten. Beide Spannungen dürfen gemeinsam hoch- und runterfahren beim Ein/Ausschaltvorgang. Nun ist die Corespannung aber sicher mit die "dreckigste" Spannung im System. Alternativ könnte man die 1,0V aus einer vorhandenen IO-Spannung über einen LDO gewinnen. Danach könnte immernoch ein kleiner Ferritbead-Filter sitzen um HF-Noise weiter zu unterdrücken. Die IO-Spannung wäre wahrscheinlich 1,5V oder 1,8V. Dieses Prinzip soll auch für die Erzeugung der 1,2V analog eingesetzt werden. Der Platz für den zweiten LDO wäre da. Ich frage mich jetzt nur ob der LDO einen nennenswerten Vorteil bringt. Ich brauche ihn nicht zum Sequencing und die IO-Spannung, die als Quelle dienen würde kommt sowieso aus einem Schaltregler und ist nicht ideal glatt. Schaltfrequenz des vorgelagerten Reglers wird bei ~3Mhz liegen. Dämpft der LDO da noch relevant den Ripple oder ist der Filter sowieso der wichtigere Teil? Wie sind da eure Ansichten dazu? Hat jemand bereits Erfahrungen mit der Versorgung der Artix7-MGTs gemacht? Grüße, Felix
Also wir versorgen die 1,0V VCCINT, VCCBRAM und MGTAVCC aus dem selben Schaltregler (LMZ30604). Die 1,2V MGTAVTT kommen aus einem LDO (TPS7A7100) und werden aus den 1,8V generiert, die auch die VCCAUX speisen. Das klappt einwandfrei, die MGTs laufen fehlerfrei bei 5GBit/s.
Danke für die Infos, dann werde ich das ohne den zweiten LDO probieren. Wie aufwendig ist bei euch der Filter für MGTAVCC ausgefallen?
Nix besonders, zwischen dem LMZ und dem TPS LDO ist Ferritperle und Kondensator. Nach dem TPS sind dann noch einige dicke Keramik-Cs.
Ich meinte eher Filter zwischen VCCINT und MGTAVCC, also den beiden aus 1,0V gespeisten Versorgungen. Oder sind die einfach direkt durchverbunden?
Die sind durchverbunden. Liegen sowieso auf einer eigenen Power-Plane und sind dezentral und zentral abgeblockt.
1) Hast du ein Oszi, wo du das digitale Signal messen kannst? Wenn nein, dann verwende LDOs. Falls nämlich Fehler wegen der Versorgungsspannung auftreten sollten, kannst du ohne passendes Oszi ganz schön lange suchen 2) Ich würde keine (!) Spannung aus der VCCINT für die Transceiver verwenden. Diese Spannung ist die schrecklichste von allen.... 3) Neben der Spannungsversorgung ist m. E. das Clock Management mit am wichtigsten. Darf ich fragen, wie du das machst? Die Spannungsversorgung für das Clock-Management sollte unbedingt von einem LDO kommen. Das ist schon mehr als die halbe Miete für ein Fehlerfreies gelingen. Klingt konservativ, aber lieber so also Tage/Wochen in Fehlersuche investieren... Vor allem: HW ändert man doch nicht so einfach wie SW
1) Klar hab ich ein Oszi. Hat zwar nur 6 GHz Bandbreite (Lecroy Wave pro 760zi) aber reicht. Versorgungsspannung ist durch die reichlich vorhandene zentrale und lokale Abblockung extrem sauber, Ripple deutlich unter den geforderten 10mV. 2) Musst du ja nicht, unser Layouter mit jahrelanger Erfahrung in High Speed Design schon. Und wie geschrieben, der MGT läuft fehlerfrei bei 5GBit/s. 3) 100MHz Referenz Takt kommt von der Backplane, da aus von LDO versorgten Low Jitter Clock Distribution Chips. Übrigens ist die schrecklichste Spannung bei uns eher die wenige cm entfernte +-110V für die HV Pulser (5ns Anstiegszeit). Glaub mir, wir haben uns das Layout und die Abblockung schon sehr gut überlegt....wir machen das schon ein paar Jahre.
War nicht an Dich sondern an Felix gerichtet ;-) Wenn einer sowas zum ersten mal macht, muss man schon nachfragen, ob auch die anderen Sachen alles passt. Glaub ich dir gern, dass dein Pulser deinen Leitungen keine Freude macht ;-)
Achso. Naja, die 8 Pulser da spucken schon rum, aber durch den Aufbau und die vielen Lagen der Platte kommt da nix am Digitalteil oder am ADC an. Und die Induktivität der power Plane zusammen mit den dicken Keramik-Cs wirkt da an MGTAVCC auch wie ein Filter aus Ferritperle und Kondensator. Unser Layouter hat da ein Programm zum Berechnen. MGTAVTT kommt ja eh aus einem seperaten LDO, weil die 1,2V sonst nirgends benötigt werden. Für einen extra LDO für MGTAVCC war weder Platz noch Strom :) Aber ich geb dir recht, man sollte sich schon an die Guidelines halten und nur in begründeten Fällen davon abweichen. Gerade Anfänger sollten möglichst die Schaltung der Demobords in dem entsprechenden Bereich benutzen.
Na dann will ich auch auch nochmal auf qwertys Fragen eingehen: Vorab: Wir brauchen "nur" 2.5Gbps PCIe Gen1 und 1.25Gbps SGMII. 1) Oszi jein, das dauerhaft vorhandene ist grenzwertig von der Bandbreite für die MGTs, vor allem beim PCIe. Es wäre aber im Ernstfall sicher möglich, die entsprechende Messtechnik zu organisieren. 2) So auch meine erste Vermutung. Auf der anderen Seite habe ich genug Platz um die VCCINT anständig zu stützen. Quelle ist ein Enpirion-Schaltreglermodul mit geringem Ausgangsripple (<5mV laut DS). 3) Referenztakt wird von einem Si5338 Clockgenerator erzeugt, gefolgt von einem Si53307 Buffer. Jeder Clock-IC hat einen eigenen Ferrit/C-Filter, wird aber aus einer IO-Spannung des FPGAs (2.5V) versorgt. Durch die Empfehlung doch lieber den LDO zu nehmen würde ich gern nochmal auf die Ursprungsfrage zurückkommen. Bringt denn ein LDO überhaupt eine nennenswerte Dämpfung? Im Bereich der Schaltfrequenzen der Schaltregler (0.5-5MHz) liegen viele LDOs bei 20-30dB. Bringt also was, nur ist der Ripple da eigentlich schon gering genug. Wenn ich aber den VCCINT-Ripple betrachte, sehe ich eher die internen Takte von 100-400MHz plus Harmonische. Das muss sowieso ein passiver Filter erledigen.
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