{"id":38798,"date":"2020-05-28T16:54:00","date_gmt":"2020-05-28T21:54:00","guid":{"rendered":"https:\/\/flex.com\/resources\/pol-converters-provide-staying-power-for-fpgas"},"modified":"2026-03-15T15:59:08","modified_gmt":"2026-03-15T20:59:08","slug":"pol-converters-provide-staying-power-for-fpgas","status":"publish","type":"resource","link":"https:\/\/flex.com\/es\/resources\/pol-converters-provide-staying-power-for-fpgas","title":{"rendered":"Los convertidores PoL proporcionan durabilidad a los FPGA."},"content":{"rendered":"
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\n\t\t\tFlex<\/a>\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t\tRecursos<\/a>\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t\tLos convertidores PoL proporcionan durabilidad a los FPGA.<\/a>\n\t\t<\/div>\n\t\t

Los convertidores PoL proporcionan durabilidad a los FPGA.<\/h1>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\tPublicado en
\n\t\t\t\t28 de mayo de 2020\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tBlog<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tComunicaciones<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tEnerg\u00eda del centro de datos<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tFuerza<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tM\u00f3dulos de potencia<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Introducci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

Cualquier dise\u00f1ador de circuitos le dir\u00e1 que factores como el rendimiento y la flexibilidad son cruciales para el \u00e9xito en muchos aspectos del dise\u00f1o electr\u00f3nico moderno. En Flex Power Modules sabemos que, si bien los dispositivos controlados por software, como los microcontroladores, son adecuados en muchos casos, existen numerosas aplicaciones que requieren el rendimiento de un enfoque basado en hardware. Por esta raz\u00f3n, las matrices de puertas programables en campo (FPGA) se han vuelto muy populares, pero presentan un problema: sus necesidades de alimentaci\u00f3n pueden ser algo complejas. Afortunadamente, existe una soluci\u00f3n mediante la adopci\u00f3n de los convertidores de punto de carga (PoL) m\u00e1s recientes, como ya est\u00e1n descubriendo cada vez m\u00e1s ingenieros de dise\u00f1o.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Las ventajas de las FPGA frente a los ASIC dise\u00f1ados a medida est\u00e1n ampliamente documentadas e incluyen un menor coste, una amplia gama de tama\u00f1os y la posibilidad de reconfigurar circuitos. Por otro lado, las FPGA requieren soluciones de alimentaci\u00f3n de \u00faltima generaci\u00f3n. Pero, \u00bfqu\u00e9 tan avanzadas? Sabemos de algunos casos en los que el m\u00f3dulo de alimentaci\u00f3n debe ofrecer hasta 10 l\u00edneas de alimentaci\u00f3n independientes, adem\u00e1s de la reconfiguraci\u00f3n de voltaje en tiempo real.<\/p>\n\n\n\n

Un gran n\u00famero de FPGA incorporan transceptores que requieren la reconfiguraci\u00f3n din\u00e1mica de los voltajes de E\/S, lo que implica que el sistema de alimentaci\u00f3n debe ser configurable por software. Si bien las corrientes en este caso son relativamente bajas, existe una creciente demanda de FPGA con voltajes de n\u00facleo configurables a altas corrientes, lo que fomenta el uso de un consumo energ\u00e9tico gestionado din\u00e1micamente. Este desarrollo requerir\u00e1 que la l\u00ednea de alimentaci\u00f3n principal tambi\u00e9n sea configurable, lo que supone un nuevo reto para los dise\u00f1adores, conocido como escalado de voltaje adaptativo (AVS).<\/p>\n\n\n\n

Los convertidores PoL para FPGA tienen sentido.<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

El consumo de energ\u00eda de un FPGA suele ser la suma de varios componentes: un elemento est\u00e1tico y otro din\u00e1mico, adem\u00e1s de los requisitos de potencia espec\u00edficos para secciones como el transceptor o las E\/S. Podemos desglosarlo a\u00fan m\u00e1s indicando que el componente est\u00e1tico se deriva principalmente de una combinaci\u00f3n de corrientes de polarizaci\u00f3n y fugas, mientras que el componente din\u00e1mico depende en gran medida del dise\u00f1o o la aplicaci\u00f3n del circuito, la configuraci\u00f3n de la secci\u00f3n de E\/S y la frecuencia de reloj elegida.<\/p>\n\n\n\n

Sabemos por experiencia que los bajos voltajes representan un desaf\u00edo particular. El rango de subvoltios requerido para la l\u00f3gica central de las FPGA genera altas corrientes. A su vez, se producen grandes p\u00e9rdidas y, como es de esperar, se genera un calor excesivo en el sistema.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfA qu\u00e9 m\u00e1s nos enfrentamos? En resumen, a bastantes. Por ejemplo, la secuenciaci\u00f3n de m\u00faltiples l\u00edneas de voltaje puede resultar bastante ardua, al igual que cumplir con los tiempos de arranque m\u00ednimos y m\u00e1ximos. Adem\u00e1s, las FPGA suelen ser intolerantes a voltajes imprecisos, lo que exige tolerancias de voltaje estrictas en la fuente de alimentaci\u00f3n, incrementando as\u00ed la complejidad y el costo del proyecto.<\/p>\n\n\n\n

Los convertidores CC\/CC no aislados de punto de carga vienen al rescate.<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

A pesar de todos estos inconvenientes y obst\u00e1culos, le complacer\u00e1 saber que los convertidores CC\/CC de punto de carga no aislados y controlados digitalmente m\u00e1s recientes ofrecen muchas de las caracter\u00edsticas necesarias para una implementaci\u00f3n exitosa. En un escenario com\u00fan con FPGA, la primera l\u00ednea de alimentaci\u00f3n en activarse suele ser la tensi\u00f3n del n\u00facleo interno, seguida de la tensi\u00f3n de E\/S y la tensi\u00f3n auxiliar. Al utilizar m\u00f3dulos PoL independientes para cada l\u00ednea, los retardos de tiempo de secuenciaci\u00f3n se pueden configurar de acuerdo con las especificaciones de la FPGA.<\/p>\n\n\n\n

Para demostrar la eficacia de esta tecnolog\u00eda, nuestro equipo de Flex Power Modules determin\u00f3 recientemente que la mayor parte de las necesidades energ\u00e9ticas del FPGA Virtex Ultrascale+ VCXU13P de AMD-Xilinx pod\u00edan satisfacerse utilizando solo tres tipos de nuestros m\u00f3dulos PoL. <\/p>\n\n\n\n

En primer lugar, la tensi\u00f3n del n\u00facleo principal de 0,85 V a aproximadamente 100 A se suministr\u00f3 utilizando un Flex de alto rendimiento. BMR467<\/a> Convertidor CC\/CC PoL, que proporciona hasta 120 A de corriente de salida a voltajes entre 0,6 V y 1,8 V, cumpliendo as\u00ed c\u00f3modamente los requisitos del FPGA, incluso para el Vbajo<\/sub> versi\u00f3n con Vccint<\/sub>\nFunciona a 0,72 V. Con unas dimensiones de tan solo 50,8 mm x 19,05 mm x 10,4 mm, fue posible colocarlo f\u00e1cilmente cerca del FPGA, minimizando la longitud de las pistas de alta corriente. <\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n se incluyeron en la soluci\u00f3n nuestros BMR461<\/a> y en BMR4696001<\/a> Convertidores PoL. Cabe destacar que estos \u00faltimos pueden configurarse para aplicaciones de salida simple o doble, lo que significa que un solo dispositivo puede gestionar dos l\u00edneas de voltaje FPGA diferentes para ahorrar costes y espacio en la placa. <\/p>\n\n\n\n

Nuestra gama digital de PoL incorpora programaci\u00f3n de voltaje de salida que admite voltajes de n\u00facleo y E\/S de 0,6 V a 5,5 V. Adem\u00e1s, la funci\u00f3n AVS integrada a trav\u00e9s de PMBus permite a los dise\u00f1adores reducir significativamente el consumo de energ\u00eda. <\/p>\n\n\n\n

Cabe destacar que nuestros PoL inteligentes se basan en un bucle de control con respuesta transitoria r\u00e1pida, lo que los hace ideales para gestionar las fluctuaciones de carga t\u00edpicas de las aplicaciones FPGA. Los par\u00e1metros del bucle de control se pueden configurar digitalmente y se ofrece compensaci\u00f3n din\u00e1mica en ciertos dispositivos. <\/p>\n\n\n\n

El software de dise\u00f1o de potencia permite la optimizaci\u00f3n<\/strong><\/h2>\n\n\n\n


Quienes busquen maximizar el potencial de nuestros m\u00f3dulos PoL de alta densidad de potencia y alta eficiencia (y el dise\u00f1o FPGA) definitivamente se beneficiar\u00e1n al adoptar Dise\u00f1ador de energ\u00eda Flex<\/a> Se trata de un software gratuito de dise\u00f1o para ingenieros electr\u00f3nicos. Permite configurar todos los par\u00e1metros de PoL, adem\u00e1s de monitorizar m\u00f3dulos de potencia y generar gr\u00e1ficos de par\u00e1metros importantes, como la temperatura en funci\u00f3n del tiempo. De hecho, en una actualizaci\u00f3n reciente, hemos incorporado la simulaci\u00f3n t\u00e9rmica, una funci\u00f3n exclusiva de este tipo de software.<\/p>\n\n\n\n

En definitiva, la llegada de los convertidores PoL m\u00e1s recientes y el software asociado significa que dise\u00f1ar soluciones de alimentaci\u00f3n para los FPGA m\u00e1s modernos, con sus complejos requisitos de alimentaci\u00f3n multirra\u00edl, necesidades de temporizaci\u00f3n y altos niveles de potencia, es mucho menos complicado que nunca. <\/p>\n\n\n\n

La pr\u00f3xima generaci\u00f3n de Flex Power Designer incluir\u00e1 una herramienta de dise\u00f1o de referencia para FPGAs AMD-Xilinx, que sugerir\u00e1 autom\u00e1ticamente componentes adecuados para cada l\u00ednea de alimentaci\u00f3n. Estos se optimizar\u00e1n en funci\u00f3n del coste o del rendimiento al importar archivos de estimaci\u00f3n de potencia de AMD-Xilinx. Tambi\u00e9n contar\u00e1 con una funci\u00f3n de dise\u00f1o basada en carga para AMD-Xilinx que permitir\u00e1 una simulaci\u00f3n de carga m\u00e1s sencilla y precisa seg\u00fan las necesidades de las FPGAs AMD-Xilinx.<\/p>\n\n\n\n

Actualizaci\u00f3n: Puedes ver un seminario web reciente sobre esta funcionalidad. AQU\u00cd<\/a><\/p>\n\n\n\n

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Gu\u00eda\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\tFolleto\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\tGu\u00eda de selecci\u00f3n de m\u00f3dulos de potencia Flex\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Convertidores\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\tFolleto\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\tConvertidores CC\/CC para aplicaciones de inteligencia artificial y aprendizaje autom\u00e1tico\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Empleado\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\tResumen de la soluci\u00f3n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\tSoluciones energ\u00e9ticas cr\u00edticas para una distribuci\u00f3n confiable y energ\u00e9ticamente eficiente de la red al rack\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div>\n\n
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