Monolithic Power Systems/モノリシック パワーシステムズ

FPGAに最適な電源IC

超低リップル

基板設計の困りごとリップルノイズによるデータ転送エラーが発生する

高速シリアルトランシーバー向け電源ではノイズ特性の考慮が必要

PALTEKは、30年以上にわたるFPGA開発経験と技術サポートで、お客様の製品開発を支援してまいりましたが、2002年頃からFPGAに使われる電源に関係するお問い合わせを多く頂くようになりました。丁度130nmプロセスのFPGAが出てきた時期です。

このコア電圧1.5VのFPGAは従来のロジック、大規模メモリ、乗算加算器演算ブロックに加え、新たに3Gbpsを超える高速シリアルトランシーバーを備えたより複雑な製品でした。

高速シリアル信号が例えば3Gbpsの場合、1シンボルデータ=0.3ns相当と超高速に変動する為にほぼアナログ的な扱いが必要になりますが、このような特性に適した電源が必要になったのです。

高速シリアルトランシーバー向け電源はリップルノイズを極端に嫌うために通常はリニアレギュレータが採用されますが、3Gbps信号を数多く扱うアプリケーションでは消費電流が5Aを超える事もあり、この場合はスイッチングレギュレータが採用されました。
ただノイズ特性の考慮無しでスイッチングレギュレータ採用した設計では高速シリアルデータのジッタが増大してしまい、データのEYEパターンが小さくなる事に起因するデータ転送エラーが発生する不具合も頻発しました。

ご参考:最新FPGAのトランシーバー向けにスイッチングレギュレータを採用する場合はリップル電圧10mV以内です

 

出典:AMD社 UG578 UltraScale Architecture GTY Transceivers User Guide

ご参考:電源の違いによるデータ転送エラー発生例と改善例



MPSの電源モジュールICなら解決出来ます

MPSの電源モジュールICのメリット②

超低リップル

  • ノイズを嫌うアプリケーションに最適
  • EMIノイズを嫌うアプリケーションにも有効
  • MPS電源モジュールICの構造(横から見る)

1. ノイズを嫌うアプリケーションに最適

MPSの電源モジュールICはリップル電圧10mV以下の低ノイズ特性特性製品を多く揃えています。
これらの製品を利用することで、低ノイズ特性が必要な高速シリアルトランシーバー向け電源要求に対応出来ます。
大電流品のラインナップもご用意していますので、多チャンネルの高速シリアルトランシーバーを利用するような
用途にも対応することが出来ます。

2. EMIノイズを嫌うアプリケーションにも有効

MPSの電源モジュールICはリードフレームにシリコンダイを直接接合するMesh-Connect構造を採用しています。
一般的なICで多用されるワイヤボンド部分が無いため、ノイズ源のアンテナとして振る舞う要素も削除されています。
このためEMIノイズも低減された製品を多く揃えています。

3. MPS電源モジュールICの構造(横から見る)

 

 


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