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SoC电源管理中调节器面临的命运
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2017-12-07
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越来越复杂的SoC在一个管芯中集成很多系统组件 ，这在总体上简化了系统设计人员的工作。但是这些芯片也导致电源供电子系统越来越复杂。以前从供电连接器到IC连接Vcc的布线是非常简单的任务，而现在却成为与系统中其他部分一样复杂的有源网络设计。
SoC的供电要求越来越高，使得这种设计也越来越复杂。好在设计人员可以选择在电路板级来处理这些任务，SoC开发人员希望将电源网络组件置入到芯片中以期有所帮助。但是最终，电源设计人员仍然要做出一些很难的决定。在决定之前，他们要进行一些模拟电路仿真工作。
不断增长的需求
集成是有成本的。 SoC设计人员在其图纸上画出各种电路，这类电路都有自己的电压、噪声、排序和瞬变响应要求。移植到尺寸更小的电路上不但能够实现集成，而且还降低了供电电压。这一发展趋势也同时增大了峰值工作电流、缩小了噪声余量，使得动态电源管理越来越复杂。
复杂度的提高最明显的结果就是SoC使用的外部电源数量迅速增加 （ 图1 ） 。例如，一片高端FPGA会有15条外部驱动的电源轨。它们都连到哪里？
图1. 一片现代SoC需要很多不同的供电线路，每条线路都有自己的稳压和调理要求。
答案之一是不同的电压需求。在FinFET工艺出现之前 ， 内核逻辑供电电压一直在大幅度降低 ， 但在1V附近却停滞不前。而其他类电路在这方面远远落在了后面。按照工业标准， I/O单元只能使用特定的供电电压。SRAM单元需要的电压要比逻辑级稍高一些，以保证可靠的全速工作，待机时的电压要低很多。高精度模拟电路希望有较高的电压以降低抖动，提高噪声余量。这些各种各样的需求导致供电线路数量的急剧增长。
SoC的供电要求越来越高，使得这种设计也越来越复杂。好在设计人员可以选择在电路板级来处理这些任务，SoC开发人员希望将电源网络组件置入到芯片中以期有所帮助。但是最终，电源设计人员仍然要做出一些很难的决定。在决定之前，他们要进行一些模拟电路仿真工作。
不断增长的需求
集成是有成本的。 SoC设计人员在其图纸上画出各种电路，这类电路都有自己的电压、噪声、排序和瞬变响应要求。移植到尺寸更小的电路上不但能够实现集成，而且还降低了供电电压。这一发展趋势也同时增大了峰值工作电流、缩小了噪声余量，使得动态电源管理越来越复杂。
复杂度的提高最明显的结果就是SoC使用的外部电源数量迅速增加 （ 图1 ） 。例如，一片高端FPGA会有15条外部驱动的电源轨。它们都连到哪里？
图1. 一片现代SoC需要很多不同的供电线路，每条线路都有自己的稳压和调理要求。
答案之一是不同的电压需求。在FinFET工艺出现之前 ， 内核逻辑供电电压一直在大幅度降低 ， 但在1V附近却停滞不前。而其他类电路在这方面远远落在了后面。按照工业标准， I/O单元只能使用特定的供电电压。SRAM单元需要的电压要比逻辑级稍高一些，以保证可靠的全速工作，待机时的电压要低很多。高精度模拟电路希望有较高的电压以降低抖动，提高噪声余量。这些各种各样的需求导致供电线路数量的急剧增长。
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