与任何电子元器材相同，FPGA器材需求有电源电压的供应才干作业。特别关于规划较大的器材，其功耗也相对较高，其供电体系的好坏将直接影响到整个开发体系的安稳性。所以，规划出高功率、高功能的FPGA供电体系具有极其重要的含义。
不同的FPGA器材、不同的运用方法会有不同的电压电流的需求。如图2.4所示，简略的概括，可以将FPGA器材的电压需求分为三类：中心电压、I/O电压和辅佐电压。
图2.4 FPGA器材的供电电压
中心电压是FPGA内部各种逻辑电路正常作业运转所需求的底子电压，该电压用于确保FPGA器材自身的作业。一般选定某一款FPGA器材，其中心电压一般也都是一个固定值，不会因为电路的不同运用而改动。中心电压值可以从官方供应的器材手册中找到。
I/O电压望文生义就是FPGA的I/O引脚作业所需的参阅电压。在引脚排布上，FPGA与ASIC最大的不同，就是FPGA一切的可用信号引脚底子都可以作为一般I/O运用，其电平值的凹凸完全由器材内部的逻辑决议。当然了，它的凹凸电平规范也受限于所供应的I/O电压。任何一片FPGA器材，它的I/O引脚一般会依据排布方位分为多个bank。同一个bank内的一切I/O引脚所供应的I/O电压是共用的，可以给不同的bank供应不同的I/O电压，它们互相是不连通的。因而，不同bank的不同I/O电压为FPGA器材的不同接口运用供应了灵活性。这儿举一个比如，Cyclone IV系列器材的某些bank支撑LVDS差分电平规范，此刻器材手册会要求规划者给用于LVDS差分运用的bank的I/O电压供2.5V电压，这就不同于一般的LVTTL或LVCOMS的3.3V供电需求。而一旦这些用于LVDS传输的I/O bank电压供应为2.5V，那么它就不能作为3.3V或其他电平值规范传输运用了。
除了前面提到的中心电压和I/O电压，FPGA器材作业所需的其它电压咱们一般都称为辅佐电压。例如FPGA器材下载装备所需的电压，当然了，这儿的辅佐电压值或许与中心电压值或I/O电压值是共同的。许多FPGA的PLL功用块的供电会有特别要求，也可以认为是辅佐电压。因为PLL自身是模仿电路，而FPGA其他部分的电路底子是数字电路，因而PLL的输入电源电压也很有考究，需求专门的电容电路做滤波处理，而它的电压值一般和I/O电压值不同。此外，例如Cyclone V GX系列FPGA器材带高速Gbit串行收发器，一般有额定的参阅电压；MAX10系列器材的ADC功用引脚电路也需求额定的参阅电压；一些带DDR3控制器功用的FPGA引脚上一般也有专门的参阅电压……诸如此类的参阅电压咱们都可以归类为FPGA的辅佐供电电压，在实践电源电路衔接和规划过程中，都有必要予以考虑。
现在比较常见的供电解决计划主要是LDO稳压器、DC/DC芯片或电源模块。LDO稳压器具有电路规划简略、输出的电源电压纹波低的特色，可是它的一个显着下风是功率也很低；而根据DC/DC芯片的解决计划可以确保较高的电源转化功率，散热简略一些，输出电流也更大，是大规划FPGA器材的最佳挑选；而电源模块简略有用而且可以有更安稳的功能，只不过价格一般比较贵重，在本钱要求不灵敏的情况下，是FPGA电源规划的一种最为简略方便的解决计划。以笔者多年的经历来看，在LDO稳压器、DC/DC芯片或电源模块的挑选上，一般遵从以下准则：
● 电流低于100mA的电压可以考虑运用LDO稳压器发生，因为电路简略、运用元器材少、PCB面积占用小，且本钱也相对低价。
● 对电源电压的纹波极为灵敏的供电考虑运用LDO，如CMOS Sensor的模仿供电电压、ADC芯片的参阅电压等。
● 除了上述情况，一般电流较大、对电源电压纹波要求不高的情况，都尽量考虑运用DC/DC电路，究竟它可以供应大电流供电，且供应最好的电源转化功率。
● 关于电源模块，笔者见到最多的是军工等本钱不灵敏、板级PCB空间较大的运用中运用，它其实是LDO稳压器和DC/DC电路优势的整合。
一般而言，关于FPGA器材的电源计划的挑选以及电源电路的规划，一定要事前做好前期的准备作业，如以下几点是有必要考虑的：
● 器材需求供应几档电压，压值别离是多少？
● 不同电压档的最大电流要求是多少？
● 不同电压档是否有上电次序要求？（大部分的FPGA器材是没有此项要求的）
● 电源去耦电容该怎么分配和排布？
● 电源电压是否需求规划特别的去耦电路？
关于规划者需求确认的各种电气参数以及电源规划的各种留心事项，其实在器材厂商供应的器材手册（handbook）、运用笔记（applicaTIon notes）或是白皮书（white paper）中一般都会给出参阅规划。所以，规划者若期望可以较好的完结FPGA器材的电源电路规划，事前阅览许多的官方文档是有必要的。
提到电源，也不能不提一下地端（GND）电路的规划，FPGA器材的地信号一般是和电压配对的。一般运用中，统总共地衔接是没有问题的，但也需求留心特别运用中是否有阻隔要求。FPGA器材的引脚引出的地信号之间一般是导通的，当然也不能扫除有破例的情况。假如漏接个别地信号，器材一般也能正常作业，可是笔者也遇到过一些特别的情况，如Altera的Cyclone III器材底部的中心有个接地焊盘，假如规划中忽略了这个接地信号，那么FPGA很或许就不干活了，因为这个地信号是衔接FPGA内部的许多中心信号的地端，它并不好FPGA的其它地信号直接导通。因而，在规划中也一定要留心地信号的衔接，电源电路的任何细微忽略都有或许导致器材的停工。
在咱们所规划的这个试验平台上，如图2.5所示，由PC的USB端口进行供电，一般可以供应5V/0.5A的电压和电流。5V电压输入到两个DC/DC电路别离发生3.3V和1.2V的电压，DC/DC芯片支撑的最大电流可以到达3A，当然咱们的FPGA器材实践上底子不需求这么大的电流。之所以选用DC/DC电路发生3.3V和1.2V电压，是考虑到3.3V是FPGA的I/O电压，也是板上大多数外设的供电电压，它的电流相对较大；而1.2V是FPGA器材的核电压，电流也较大；因而，它们运用DC/DC电路更适宜，既可以确保较大电流需求，也可以完成更好的电源转化功率。而2.5V电压运用3.3V转2.5V的LDO电路，是因为2.5V仅仅只是FPGA的下载装备电路运用，电流相对较小，它对转化功率要求也不高，运用简略的LDO电路来得更“经济实惠”一些。
图2.5电源电路示意图
如图2.6所示，这是电源电路的layout示意图，为了取得更大的电流供应才能、更高的电源转化功率，咱们只能不吝运用更多的别离元器材和更大的布板空间来“退让”。
图2.6 电源电路的layout
