本篇文章将与大家讨论的是Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的电源解决方案参考设计。众所周知，Zynq UltraScale+ MPSoC是最新推出的嵌入式高性能低功耗多核异构处理器SoC，包括四核的ARM-CortexA53 CPU、双核的Cortex-R5 RPU、Mali-400 GPU（一个Geometry核，两个像素核）、PL逻辑以及视频编解码器Codec核。当然它对电源部分的要求也与Zynq-7000系列SoC有所不同，可以说比Zynq-7000系列的电源系统要复杂一些，如下图所示：

图1 Xilnx Zynq-7000系列与Zynq UltraScale+ MPSoC系列电源系统对比

近日  TI 公司为Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC器件推出了一款电源参考设计，即PMP12004-HE，主要面向射频拉远头（Remote Radio Head，RRH）和无线回程（Wireless Backhaul）技术应用，当然这个参考设计也可以用于其他Zynq UltraScale+ MPSoC的应用设计中。这个设计主要采用了两款调压器件，分别是TPS6508640芯片和TPS544C25芯片。TPS6508640是一款非常先进的电源控制芯片，拥有多个功率场效应晶体管设计，TPS544C25是一款支持大电流单通道的电压调节器。原理设计如下图所示：

图2  TI PMP12004-HE电源参考设计原理图

电源部分输入电压为12v，输出电压包括Zynq UltraScale+ MPSoC所需的0.6v、0.85v、0.9v、1.2v、1.5v、1.8v、2.5v和3.3v。采用高集成度的电源管理IC有效的降低了电源板卡的尺寸、成本以及功耗损失，并且能够实现快速的输出电压的切换频率，例如TPS6508640将多个电源输出轨集成到一个芯片中，减少了很多不必要的电阻/电容器件的使用，同时芯片集成了高频转换器和控制器。支持DVS（Dynamic Voltage Scalling， 动态电压调节）模式管理输出电压，能够有效的适用Zynq UltraScale+ MPSoC的低功耗模式，节省功耗。

图3  TI PMP12004-HE电源板PCB实物图

Zynq UltraScale+ MPSoC是Xilinx推出的第二代多处理SoC系统，在第一代Zynq-7000的基础上做了全面升级。除了集成的多核处理器还集成了高密度片上UltraRAM静态存储器，单通道速率高达32Gbps的高速收发器，集成100GbE、PCIe Gen4、150Gbps Interlaken等I/O控制器，高性能UltraScale可编程逻辑和Zynq-7000系列器件相比，加密、安全和电源管理都得到了显著增强，相信会被应用到越来越多的系统设计当中。