Cyclone III, PLL power decoupling Опции

[dxp]

Смотрю документ Cyclone III Pin Connection Guidelines, там на странице 11 приведена (типа) схема подведения питания к PLL. И на стороне питания цифровой части PLL, 1.2 В, висит неслабая такая емкость в 470 мкФ! У меня вопрос: зачем такой здоровенный bulk конденсатор в этом месте? Ведь это не такая жручая цепь. Да, она высокочастотная, но с этим борются с помощью мелких быстрых керамических конденсаторов, расположенных как можно ближе к плейну питания и пинам. А этот здоровенный конденсатор, во-первых, скорее всего электролит, а значит медленный, во-вторых, его особо близко и подтащишь ввиду его размеров. К тому же, стоит он уже после ферритовой бусины, которая обычно ставится как ВЧ фильтр для частот, на которых такие конденсаторы уже почти не работают.

В общем, не вижу логики. Есть какое-нибудь объяснение?

[DSIoffe]

Люди добрые, а объясните, пожалуйста, как так получается: на сайте DigiKey этот TAJC477K004RNJ, он типа B, предлагают, в efind.ru тоже, а в datasheet http://www.avx.com/docs/catalogs/taj.pdf его нет?
Кто-нибудь держал его в руках?

[tema-electric]

Люди добрые, а объясните, пожалуйста, как так получается: на сайте DigiKey этот TAJC477K004RNJ, он типа B, предлагают, в efind.ru тоже, а в datasheet http://www.avx.com/docs/catalogs/taj.pdf его нет?
Кто-нибудь держал его в руках?

На DigiKey даже фоточка есть. Значит держали . Плюс энное количество экзмепляров на складе . Может у них станочик есть специализированный и они прессуют чипы D в чипы B

А вообще не вижу смысла заморачиваться с FPGAшным синтезатором. Джиттер у него большой, как ни крути он только для цифры и пойдёт. Сколько потребляют в динамике синтезаторы на циклоне 3 в документации не отражено. Максимум что там написано, это пульсации в 20 мВ для питания цифровой части синтезатора и ток потребления в статике. Но вот ведь вопрос, какой ток нужен в динамике ? Можно было бы рискнуть заменить этот ChipD на линейный стабилизатор с емкостями меньшего номинала. Будет больше возможностей покуролесить с компоновкой. Но могут возникнуть проблемы типа на ядро питание уже пришло, а на синтезаторы ещё нет. Хотя это уже больше к сказочным мифам ))

[dxp]

А вообще не вижу смысла заморачиваться с FPGAшным синтезатором. Джиттер у него большой, как ни крути он только для цифры и пойдёт.

Причем тут джиттер вообще? Если вам надо АЦП тактировать с малым джиттером, так это из другой оперы. В FPGA PLL нужен для генерации клоков управления логикой, и внешний генератор совсем не заменяет по функциональности встроенный. Например, мне надо два клока - 100 МГц и 200 МГц, причем второй сдвинут относительно первого на четверть периода (это реально, не придумано). Как это получить без использования внутренней PLL?

Это не подойдет: Синфазный EMI дроссель 0805?
Если, конечно, у PLL есть отдельная земля..

Земли отдельной нет. Если бы она была, то можно было бы просто вообще сделать полностью отдельное питание PLL и не париться с этими фильтрами. Да, оно и логично, что земля PLL и логики должна быть общей, раз они тесно связаны электрически.

[tema-electric]

Причем тут джиттер вообще? Если вам надо АЦП тактировать с малым джиттером, так это из другой оперы. В FPGA PLL нужен для генерации клоков управления логикой, и внешний генератор совсем не заменяет по функциональности встроенный. Например, мне надо два клока - 100 МГц и 200 МГц, причем второй сдвинут относительно первого на четверть периода (это реально, не придумано). Как это получить без использования внутренней PLL?

Для чего нужен PLL в FPGA мне известно. Джиттер тут при том, что если что-то где-то плохо сделано, то можно запросто получить метосостояние и потом искать крайних.

ИМХО все эти танцы с бубном черезмерны. У меня щас плата на циклоне 2 лежит на столе (TQFP144 на 4х слоях), и там вот это вот цифровое питание синтезатора посажено туда же где и напряжение питания ядра. Через бусину и парочку конденсаторов известного номинала отфильтровано питание только для аналоговой части. Если на заработет или будет глюкать, отпишусь Но меня терзают смутные сомнения, что не заработает. По привычке не делаю полигон питания PLL. Альтеровцы и сами писали в доках на первые циклоны, что можно и непосредственно цеплять всё это хозяйство к цифре. И с одной стороны они правы. Дополнительный выводы питания сделаны для того, чтобы по ним не бежали разного рода левые токи. У полигона питания индуктивность существенно ниже и тут же развязка. Да, может быть крайний случай когда надо делить полигоны, но это только в том случае, если собственно полигон питания цифры очень сильно зашумлён и звенит так, что не дай бог каждому.

На данный момент предпочитаю на аналоговое питание PLL вешать конденсаторы и бусину без всяких планов. 100 пФ с высокой добротностью для двух трех ножек питания я всегда могу поставить в одном месте и для этого мне не нужен план. Непосредственно рядом с TQFP или под BGA. И туда же бусинку. Один синтезатор - один фильтр питания из конденсаторов и бусинки.

Но это всё потому что проекты мои не на гонку по частотке. Когда тактовая у дерева тактовой частоты будет на пределе ... те же 500 МГц, то тут джиттер в 50 пс типичный для циклонов может сыграть очень злую шутку. А на небольших проектах с невысокой частоткой (100 МГц) можно вполне ограничиться несложными вот такими способами.

И судья мне будет глюк моего железёнка

[dxp]

ИМХО все эти танцы с бубном черезмерны. У меня щас плата на циклоне 2 лежит на столе (TQFP144 на 4х слоях), и там вот это вот цифровое питание синтезатора посажено туда же где и напряжение питания ядра. Через бусину и парочку конденсаторов известного номинала отфильтровано питание только для аналоговой части. Если на заработет или будет глюкать, отпишусь

Скорее всего все заработает. У меня уже не первый год PLL Cyclone II питается через бусину и три конденсатора (0.1 мкФ, 0.01 мкФ, 0.001 мкФ). И никаких вопросов не возникало. Но тем не менее, считаю, что пренебрегать не надо. У Cyclone III другая технология, он вообще более требователен даже к просто к уровням логических сигналов - в частности, сказано, что при использовании 3.3 В стандартов питания сигнал по переменке не должен превышать 4.1 В, это связано с тем что в этой ПЛИС применен техпроцесс, как они пишут, с 2.5 В транзистором, который толерантен к 3 и 3.3 вольтам, но большого запаса по превышению у него нет. Так и PLL тут другая - аналоговое питание другое, частоты внутренние другие (больше), техпроцесс тоньше. Отсюда и вопросы появляются. Не просто же так они все это написали - наверняка налететь уже успели.

Можно, конечно, забить, но это не наш путь. Если идти по пути сокращения цепей питания, то надо проводить собственные исследования, чтобы гарантировать работоспособность. А если желания/возможностей для этого нет, то лучше следовать рекомендациям.

Кстати, такого документа PGC (Pin Connection Guidelines), где все эти нюансы подключения описаны, для Cyclone II не существует. Такие документы есть для стратиксов (начиная со второго, кажется) и для циклонов 3 и 4. Тоже, видимо, как-то характеризует ситуацию.

[blackfin]

Можно, конечно, забить, но это не наш путь. Если идти по пути сокращения цепей питания, то надо проводить собственные исследования, чтобы гарантировать работоспособность.

Как тема для исследований, вместо тантала можно поставить два керамических конденсатора емкостью 100.0 uF типоразмера 1210 в параллель. Итого - 200.0 uF*6.3V, но тангенс угла (и соотв. ESR) почти вдвое меньше, чем у тантала и, возможно, резонанс повыше.

По занимаемой площади это примерно тоже, что и тантал в корпусе D:

1210*2: 3.3*6.2 мм = 20.46 мм²;
Case-D: 7.3*4.3 мм = 31.39 мм²;

PS. С керамикой 1210 можно даже соорудить двухзвенный фильтр: PLL-C+L+C+L-VCC.

[dxp]

Как тема для исследований, вместо тантала можно поставить два керамических конденсатора емкостью 100.0 uF типоразмера 1210 в параллель. Итого - 200.0 uF*6.3V, но тангенс угла (и соотв. ESR) почти вдвое меньше, чем у тантала и, возможно, резонанс повыше.

У керамики еще ESR поменьше, поэтому контур получится добротнее. Не лишне будет туда еще резистор порядка 0.1 Ом поставить. Но выигрыш, как вы сказали, тут вряд ли можно будет получить.

Пренебрегать конечно не нужно, но уровень документа от Altera имхо не на высоте. Могли бы привести параметры ферритовой бусины и конденсатора на 470uF, неужели переработались бы?

Скорее всего использование такого кондея просто универсально решает все проблемы - подходит для работы с любыми бусинами вменяемого номинала, создает премлемую частоту своего резонанса и подходящую добротность контура. Т.е. не заморачиваться с подбором номиналов элементов в каждом случае, а втыкаешь этот и вуаля. Решение с хорошим запасом для почти любых вариантов. Ну, и косвенно обозначили проблему. А кто хочет - тот волен оптимизировать дизайн под свои потребности.

P.S. Да, и нет особой проблемы в большинстве случаев поставить такой конденсатор. Это просто у меня в текущем проекте платка весьма плотная получилась, вот он на ней монстроидально (по сравнению со всеми остальными дискретами) выглядит.