醫(yī)療和儀器設(shè)備（如便攜式超聲設(shè)備和手持式儀器）的趨勢也是尺寸越來越小，要求在更小的面積上以更有效的方式為FpGA、處理器和存儲(chǔ)器供電。典型的FpGA和存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)需要密度非常高的電源，它能以快速瞬變響應(yīng)輸送大電流以便為內(nèi)核和I/O電源軌供電，同時(shí)通過低噪聲軌為鎖相環(huán)(pLL)等片內(nèi)模擬電路供電。電源時(shí)序至關(guān)重要，應(yīng)確保FpGA在存儲(chǔ)器使能之前上電并運(yùn)行。帶精密使能輸入和專用電源良好輸出的穩(wěn)壓器支持電源時(shí)序控制和故障監(jiān)控。電源設(shè)計(jì)師通常希望將同一電源IC用在不同應(yīng)用中，因此，必須能夠改變電流限值。這種設(shè)計(jì)重用可大幅縮短產(chǎn)品上市時(shí)間——任何新產(chǎn)品開發(fā)流程中的關(guān)鍵要素之一。

考慮具有1路12V輸入和5路輸出的FpGA的多軌電源管理常見設(shè)計(jì)規(guī)格：?內(nèi)核電軌：1.2V(4A)?輔助電軌：1.8V(4A)?I/O電軌：3.3V(1.2A)?DDR存儲(chǔ)器電軌：1.5V(1.2A)?時(shí)鐘電軌：1.0V(200mA)

FpGA供電應(yīng)用實(shí)例

典型的分立方案有4個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器連接到12V輸入軌。一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出預(yù)調(diào)節(jié)LDO以降低功耗。另一種方法是使用一個(gè)穩(wěn)壓器將12V輸入降壓至5V中間軌，然后再經(jīng)調(diào)節(jié)以產(chǎn)生所需的各個(gè)電壓。該方案的成本較低，但由于采用兩級(jí)電源轉(zhuǎn)換，效率也較低。在以上兩種方案中，各穩(wěn)壓器都必須獨(dú)立使能，因此，可能需要一個(gè)專用電源時(shí)序控制器來控制電源的時(shí)序。噪聲可能也是一個(gè)問題，除非所有開關(guān)穩(wěn)壓器都能同步以降低拍頻。

將多個(gè)降壓調(diào)節(jié)器和LDO集成到單個(gè)封裝中，可顯著縮小電源管理設(shè)計(jì)的總體尺寸。此外，與傳統(tǒng)分立方案相比，智能型集成解決方案具有許多優(yōu)勢。減少分立元件數(shù)目可大幅降低設(shè)計(jì)的成本、復(fù)雜度和制造成本。集成電源管理單元(pMU)ADp505x系列可在單個(gè)IC中實(shí)現(xiàn)所有這些電壓和功能，所用pCB面積和元件大幅減少。

為了最大程度地提高效率，各降壓調(diào)節(jié)器均可直接從12V電壓供電，從而無需預(yù)調(diào)節(jié)器級(jí)。降壓調(diào)節(jié)器1和2具有可編程電流限值（4A、2.5A或1.2A），因此電源設(shè)計(jì)師可以快速輕松地為新設(shè)計(jì)改變電流，大大縮短開發(fā)時(shí)間。LDO可由其中一個(gè)降壓調(diào)節(jié)器供電，提供低噪聲1V電源軌用于噪聲敏感的模擬電路。

某些設(shè)計(jì)中，兩者都很重要：對較高電流軌使用較低的開關(guān)頻率以提供最高電源效率，對較低電流軌使用較高的開關(guān)頻率以縮小電感尺寸和實(shí)現(xiàn)最小的pCB面積。主開關(guān)頻率提供一個(gè)2分頻選項(xiàng)，允許ADp5050以兩種頻率工作。降壓調(diào)節(jié)器1和3的開關(guān)頻率可通過I2C端口設(shè)置為主開關(guān)頻率的一半。