intel AN 769 FPGA Ke alakai mea hoohana

Na ka Intel® FPGA ʻōnaehana nānā wela e ʻae iā ʻoe e hoʻohana i nā ʻāpana ʻekolu e nānā i ka mahana hui (TJ). Ke hana nei kēia ʻōnaehana nānā wela o waho ʻoiai ʻo ka Intel FPGA i ka mana a i ʻole i hoʻonohonoho ʻia. Eia nō naʻe, he nui nā mea āu e noʻonoʻo ai ke hoʻolālā ʻoe i ke kikowaena ma waena o ka chip waho a me nā Intel FPGA remote temperature sensing diodes (TSDs).
Ke koho ʻoe i kahi puʻupuʻu ʻike wela, e nānā maʻamau ʻoe i ka pololei o ka wela āu e makemake ai e hoʻokō. Eia nō naʻe, me ka ʻenehana kaʻina hana hou loa a me kahi hoʻolālā TSD mamao ʻē aʻe, pono ʻoe e noʻonoʻo i nā hiʻohiʻona i kūkulu ʻia o ka chip sensing e hoʻokō i kāu mau koi pololei.

Ma ka hoʻomaopopo ʻana i ka hana ʻana o ka ʻōnaehana ana wela wela Intel FPGA, hiki iā ʻoe ke:

E ʻike i nā pilikia maʻamau me nā polokalamu ʻike wela.

E koho i ka puʻupuʻu ʻike wela kūpono e kūpono i kāu mau pono noi, ke kumu kūʻai, a me ka manawa hoʻolālā.

Manaʻo ikaika ʻo Intel e ana ʻoe i ka mahana o ka make me ka hoʻohana ʻana i nā TSD kūloko, a Intel i hōʻoia ai. ʻAʻole hiki iā Intel ke hōʻoia i ka pololei o nā mea ʻike wela o waho ma lalo o nā kūlana ʻōnaehana like ʻole. Inā makemake ʻoe e hoʻohana i nā TSD mamao me nā mea ʻike wela o waho, e hahai i nā alakaʻi i loko o kēia palapala a hōʻoia i ka pololei o kāu hoʻonohonoho ana wela.

Pili kēia palapala noi i ka hoʻokō TSD mamao no ka ʻohana polokalamu Intel Stratix® 10 FPGA.

Hoʻopau i ka hoʻokōview

Hoʻopili ka pahu ʻike wela o waho i ka TSD mamao Intel FPGA. ʻO ka TSD mamao kahi transistor i hoʻopili ʻia e ka diode PNP a i ʻole NPN.

Kiʻi 1. Hoʻohui ma waena o ka Temperature Sensing Chip a me Intel FPGA Remote TSD (NPN Diode)
Kiʻi 2. Hoʻohui ma waena o ka Temperature Sensing Chip a me Intel FPGA Remote TSD (PNP Diode)

Hoʻokumu ka hoohalike aʻe i ka mahana o kahi transistor e pili ana i ka vol base-emittertage (VBE).

Ka hoohalike 1. Ka pilina ma waena o ka wela o ka transistor i ke kumu-Emitter Voltage (VBE)Ma hea:
- T—Ka wela ma Kelvin
- q—ke kau uila (1.60 × 10−19 C)
- VBE—kumu-emitter voltage
- k—Boltzmann mau (1.38 × 10−23 J∙K−1)
- IC—ke au ohi
- IS—ke au hoʻopaneʻe hoʻohuli
- η—ke kumu kūpono o ka diode mamao
  Hoʻonohonoho hou i ka Equation 1, loaʻa iā ʻoe ka hoohalike aʻe.

Ka hoohalike 2. VBE
ʻO ka maʻamau, hoʻoikaika ka puʻupuʻu ʻike wela i ʻelua mau au i hoʻomalu maikaʻi ʻia, I1 a me I2 ma nā pine P a me N. A laila ana ka chip a hoʻololi i ka hoʻololi o ka VBE o ka diode. ʻO ka delta ma VBE pili pono i ka wela, e like me ka hōʻike ʻana ma ka Equation 3.

Ka hoohalike 3. Delta ma VBEMa hea:
- n—ka lākiō o kēia manawa
- VBE1—kumu-emitter voltage ma I1
- VBE2—kumu-emitter voltage ma I2

Manaʻo hoʻokō

ʻO ke koho ʻana i ka puʻupuʻu ʻike wela me nā hiʻohiʻona kūpono e hiki ai iā ʻoe ke koho pono i ka chip e hoʻokō i ke ana pololei. E noʻonoʻo i nā kumuhana i ka ʻike pili ke koho ʻoe i ka chip.

ʻIke pili

Kūlike Pono (η-Factor).

Kuʻi Kūʻē Kuʻuna
Hoʻololi Beta Diode Mahana
Kahiko hookomo like ole
Uku hoʻopaʻi

Kūlike Pono (η-Factor).

Ke hana ʻoe i ke ana wela o ka hui ʻana me ka hoʻohana ʻana i kahi diode wela waho, pili ka pololei o ke ana wela i nā ʻano o ka diode waho. ʻO ke kumu kūpono kahi ʻāpana o kahi diode mamao e ana i ka ʻokoʻa o ka diode mai kāna ʻano kūpono.
Hiki iā ʻoe ke loaʻa i ke kumu kūpono i ka pepa ʻikepili mai ka mea hana diode. Hāʻawi nā diodes wela o waho iā ʻoe i nā waiwai like ʻole ma muli o ka hoʻolālā like ʻole a me nā ʻenehana kaʻina hana a lākou e hoʻohana ai.
Hiki i ke kūpono 'ole ke kumu i ka hewa ana ana wela. No ka pale ʻana i ka hewa koʻikoʻi, ʻōlelo ʻo Intel e koho ʻoe i kahi chip sensing wela e hōʻike ana i kahi kumu kūpono kūpono. Hiki iā ʻoe ke hoʻololi i ka waiwai kumu kūpono i ka chip e hoʻopau i ka hewa mismatch.

Example 1. Hāʻawi ʻia ʻo Ideality Factor i ka hewa ana i ke ana wela

ʻO kēia exampe hōʻike i ke ʻano o ke kumu kūpono i ka hewa ana o ka wela. I ka exampe, hōʻike ka helu ʻana i ka mismatch kūpono e kumu ana i kahi hewa ana wela nui.

Ka hoohalike 4. ʻO ka pilina o ke kumu kūpono i ke ana wela

Ma hea:

ηTSC—ke kumu kūpono o ka puʻupuʻu ʻike wela
TTSC—heluhelu ʻia ka wela e ka chip ʻike wela
ηRTD—ke kumu kūpono o ka diode wela mamao
TRTD—ka wela ma ka diode wela mamao

ʻO nā ʻanuʻu ma lalo nei e koho i ke ana wela (TTSC) e ka puʻupuʻu ʻike wela, i hāʻawi ʻia i kēia mau waiwai:

ʻO ke kumu kūpono o ka ʻike wela (ηTSC) ʻo 1.005
ʻO ke kumu kūpono o ka diode wela mamao (ηRTD) ʻo 1.03
ʻO 80°C ka wela maoli ma ka diode wela mamao (TRTD).

E hoohuli i ka TRTD o 80°C i Kelvin: 80 + 273.15 = 353.15 K.
E hoʻohana i ka Haʻawina 4. ʻO ka mahana i helu ʻia e ka chip ʻike wela he 1.005 × 353.15 = 344.57 K.TTSC = 1.03

E hoʻololi i ka waiwai i helu ʻia i Celsius: TTSC = 344.57 K – 273.15 K = 71.43°C ʻO ka hewa wela (TE) i hoʻokumu ʻia e ka like ʻole o ka pono:
TE = 71.43°C – 80.0°C = –8.57°C

Kuʻi Kūʻē Kuʻuna

ʻO ke kūpaʻa ʻana o ka moʻo ma nā pine P a me N ke kōkua i ka hewa ana ʻana o ka mahana.

Hiki ke kū'ē ka moʻo mai:

ʻO ke kū i loko o ka pine P a me N o ka diode wela.
Hoʻopaʻa ka papa i ke kū'ē, no ka example, he wahi papa loihi.

ʻO ke kūpaʻa moʻo ke kumu o ka voltage hāʻule ma ke ala ʻike wela a loaʻa ka hewa o ke ana ʻana, e pili ana i ka pololei o ke ana wela. ʻO ka maʻamau, hiki mai kēia kūlana ke hana ʻoe i ke ana wela me kahi puʻupuʻu ʻike wela 2 o kēia manawa.

Kiʻi 3. Kū'ē Kūloko a ma luna o ka PapaNo ka wehewehe ʻana i ka hewa wela i loaʻa i ka wā e piʻi ai ke kūpaʻa ʻana o ka moʻo, hāʻawi kekahi mea hana ʻike wela i ka ʻikepili no ka hewa wela diode mamao me ke kūpaʻa.
Eia nō naʻe, hiki iā ʻoe ke hoʻopau i ka hewa kūpaʻa series. Ua kūkulu ʻia kekahi hiʻohiʻona hoʻopau kūʻē kūʻē i kekahi mau mea wela. Hiki i ka hiʻohiʻona hoʻopau kūʻē kūʻē ke hoʻopau i ke kūʻē ʻana mai ka laulā o kekahi mau haneli Ω a i kahi ākea ma mua o kahi mau tausani Ω.
Manaʻo ʻo Intel e noʻonoʻo ʻoe i ka hiʻohiʻona hoʻopau kūʻē kūʻē i ka wā e koho ai ʻoe i ka chip sensing wela. Hoʻopau ʻokoʻa ka hiʻona i ka hewa wela ma muli o ke kū ʻana o ke ala ala i ka transistor mamao.

Hoʻololi Beta Diode Mahana

I ka liʻiliʻi ʻana o nā geometries ʻenehana, e emi ana ka waiwai Beta (β) o ka substrate PNP a i ʻole NPN.
I ka emi ana o ka waiwai Beta diode wela, oi loa aku ina nakii ka mea ohi diode wela i ka lepo, pili ka waiwai Beta i ka ratio o keia manawa ma ka hoohalike 3 ma ka aoao 5. No laila, he mea nui ka malama ana i ka ratio pololei o keia manawa.
Ua kūkulu ʻia kekahi hiʻohiʻona uku Beta i loko o kekahi mau ʻāpana ʻike wela. ʻO ka ʻokoʻa Beta o ka circuitry e ʻike i ke kumu kumu a hoʻoponopono i ke au emitter e uku i ka hoʻololi. Mālama ka uku Beta i ka lākiō o kēia manawa.

Kiʻi 4. ʻO Intel Stratix 10 Core Fabric Temperature Diode me Maxim Integrated*'s MAX31730 Beta Compensation i Hoʻohana ʻia.
Hōʻike kēia kiʻi i ka loaʻa ʻana o ka pololei o ke ana me ka uku Beta i hiki. Lawe ʻia nā ana i ka wā o ka mana iho o ka mana o FPGA—ʻo ka hoʻonohonoho ʻana a me nā ana wela e manaʻo ʻia e kokoke.

	0˚C	50˚C	100˚C
Paʻa ka uku Beta	25.0625˚C	70.1875˚C	116.5625˚C
Uku Uku Beta	-0.6875˚C	49.4375˚C	101.875˚C

Kahiko hookomo like ole

Hoʻohana ka capacitor (CF) ma nā pine P a me N e like me kahi kānana haʻahaʻa haʻahaʻa e kōkua i ke kānana i ka leo alapine kiʻekiʻe a hoʻomaikaʻi i ka interference electromagnetic (EMI).
Pono ʻoe e makaʻala i ka wā koho capacitor no ka mea hiki i ka capacitance nui ke hoʻopili i ka manawa piʻi o ke kumu i hoʻololi ʻia a hoʻokomo i kahi hewa ana nui. ʻO ka maʻamau, hāʻawi ka mea hana chip sensing wela i ka waiwai capacitance i manaʻo ʻia i kā lākou pepa ʻikepili. E nānā i nā alakaʻi hoʻolālā a ka mea hana capacitor ma mua o kou hoʻoholo ʻana i ka waiwai capacitance.

Kiʻi 5. Ka mana hookomo okoa

Uku hoʻopaʻi

Hiki i nā kumu he nui ke kōkua i ka hewa ana i ka manawa like. I kekahi manawa, ʻaʻole hiki i ka hoʻohana ʻana i kahi ala uku hoʻokahi ke hoʻopau piha i ka pilikia. ʻO ke ala ʻē aʻe e hoʻoponopono ai i ka hewa ana ʻana, ʻo ia ka hoʻopili ʻana i ka uku hoʻopaʻi.

Nānā: Manaʻo ʻo Intel e hoʻohana ʻoe i kahi puʻupuʻu ʻike wela me ka uku hoʻopaʻi i kūkulu ʻia. Inā ʻaʻole kākoʻo ka chip sensing wela i ka hiʻona, hiki iā ʻoe ke hoʻohana i ka uku offset i ka wā o ka hoʻoili ʻana ma o ka loiloi maʻamau a i ʻole ka lako polokalamu.
Hoʻololi ka uku hoʻopaʻi i ka waiwai hoʻopaʻa inoa offset mai ka chip ʻike wela e hoʻopau i ka hewa i helu ʻia. No ka hoʻohana ʻana i kēia hiʻohiʻona, pono ʻoe e hana i kahi pro welafile e noʻonoʻo a ʻike i ka waiwai offset e hoʻohana.

Pono ʻoe e hōʻiliʻili i nā ana wela ma waena o ka pae wela i makemake ʻia me nā hoʻonohonoho paʻamau o ka chip ʻike wela. A laila, e hana i ka ʻikepili ʻikepili e like me ka example e hoʻoholo i ka waiwai offset e pili. Manaʻo ʻo Intel e hoʻāʻo ʻoe i nā ʻāpana ʻike wela me kekahi mau diode wela mamao e hōʻoia e uhi ʻoe i nā ʻano like ʻole. A laila, e hoʻohana i ka awelika ana i ka nānā ʻana e hoʻoholo i nā hoʻonohonoho e hoʻopili ai.
Hiki iā ʻoe ke koho i nā kiko wela e hoʻāʻo ai ma muli o ke kūlana hana o kāu ʻōnaehana.

Hoʻohālikelike 5. Ke kumu hoʻopiʻi

Exampka 2. No ka hoʻohana ʻana i ka uku uku ma kēia example, ua hōʻiliʻili ʻia kahi hoʻonohonoho o nā ana wela me ʻekolu mau wahi wela. E hoopili i ka hoohalike 5 i na waiwai a e helu i ke kumu hoohewa.

Papa 1. ʻIke i ʻohi ʻia ma mua o ka hoʻohana ʻana i ka uku hoʻopaʻi

Hoʻonoho i ka Mahana		Ana wela
100°C	373.15 K	111.06°C	384.21 K
50°C	323.15 K	61.38°C	334.53 K
0°C	273.15 K	11.31°C	284.46 K

E hoʻohana i ke kiko waena o ka pae wela no ka helu ʻana i ka wela hoʻoneʻe. Ma keia exampʻO ka helu waena, ʻo ia ka 50 ° C i hoʻonohonoho ʻia.
Hoʻopau wela

= Mea hoʻoneʻe ʻia × ( Ka wela i ana ʻia−Hoʻonohonoho i ka mahana )
= 0.9975 × (334.53 − 323.15)

= 11.35

E hoʻopili i ka waiwai o ka wela a me nā kumu uku ʻē aʻe, inā makemake ʻia, i loko o ka chip ʻike wela a hoʻihoʻi i ke ana.

Papa 2. ʻIkepili i hōʻiliʻili ʻia ma hope o ka noi ʻana i ka uku hoʻopaʻi

Hoʻonoho i ka Mahana	Ana wela	Kuhihewa
100°C	101.06°C	1.06°C
50°C	50.13°C	0.13°C
0°C	0.25°C	0.25°C

ʻIke pili
Nā hualoaʻa loiloi
Hāʻawi i kahi review o nā hopena loiloi o ke ʻano uku hoʻopaʻi me Maxim Integrated* a me Texas Instruments* mau ʻāpana ʻike wela.

Nā hualoaʻa loiloi

Ma ka loiloi, ua hoʻololi ʻia nā pahu loiloi ʻo Maxim Integrated*'s MAX31730 a me Texas Instruments*'s TMP468 e hoʻopili me nā diodes wela mamao o kekahi mau poloka i ka Intel FPGA.

Papa 3. ʻO nā poloka i loiloi ʻia a me nā kumu hoʻohālike o ka papa

Palaka	Papa Loiloi Kipi Makana
Palaka	ʻO Texas Instruments 'TMP468	Maxim Integrate d's MAX31730
ʻO Intel Stratix 10 lole kumu	ʻAe	ʻAe
H-tile a i ʻole L-tile	ʻAe	ʻAe
E-tile	ʻAe	ʻAe
P-tile	ʻAe	ʻAe

Hōʻike nā kiʻi ma lalo nei i ka hoʻonohonoho ʻana o ka papa Intel FPGA me nā papa loiloi Maxim Integrated a me Texas Instruments.

Kiʻi 6. Hoʻonohonoho me Maxim Integrate d's MAX31730 Evaluation Board

Kiʻi 7. Hoʻonohonoho me ka Texas Instruments 'TMP468 Evaluation Board

He mea hoʻoikaika wela—a i ʻole, hiki iā ʻoe ke hoʻohana i kahi keʻena wela—i uhi ʻia a hoʻopaʻa ʻia i ka FPGA a hoʻoikaika i ka mahana e like me ka pae wela i hoʻonohonoho ʻia.
I loko o kēia ho'āʻo, ua noho ka FPGA i ka mana ʻole e pale aku iā ia mai ka hana ʻana i ka wela.
He 30 mau minuke ka manawa hoʻomaʻamaʻa no kēlā me kēia wahi hoʻāʻo wela.

Ua hoʻohana nā hoʻonohonoho ma nā pahu loiloi i nā hoʻonohonoho paʻamau mai nā mea hana.
Ma hope o ka hoʻonohonoho ʻana, ua ukali ʻia nā ʻanuʻu ma ka Offset Compensation ma ka ʻaoʻao 10 no ka hōʻiliʻili ʻikepili a me ka nānā ʻana.

Ka Loiloi me Maxim Integrated's MAX31730 Temperature Sensing Chip Evaluation Board

Ua hana ʻia kēia loiloi me nā ʻanuʻu hoʻonohonoho e like me ka wehewehe ʻana ma ka Offset Compensation.
Ua hōʻiliʻili ʻia ka ʻikepili ma mua a ma hope o ka hoʻohana ʻana i ka uku hoʻopau. Ua hoʻohana ʻia ka mahana offset ʻokoʻa i nā poloka Intel FPGA like ʻole no ka mea ʻaʻole hiki ke hoʻohana ʻia kahi waiwai offset ma nā poloka āpau. Hōʻike nā kiʻi ma lalo nei i nā hopena.

Kiʻi 8. ʻIkepili no Intel Stratix 10 Core Fabric

Kiʻi 9. ʻIkepili no Intel FPGA H-Tile a me L-Tile

Kiʻi 10. ʻIkepili no Intel FPGA E-Tile

Kiʻi 11. ʻIkepili no Intel FPGA P-Tile

Ka Loiloi me Texas Instruments's TMP468 Temperature Sensing Chip Evaluation Board

Kiʻi 12. ʻIkepili no Intel Stratix 10 Core Fabric

Kiʻi 13. ʻIkepili no Intel FPGA H-Tile a me L-Tile

Kiʻi 14. ʻIkepili no Intel FPGA E-Tile

Kiʻi 15. ʻIkepili no Intel FPGA P-Tile

Ka hopena

Nui nā ʻano mea hana chip ʻike wela. I ke koho ʻana i nā ʻāpana, manaʻo ikaika ʻo Intel e koho ʻoe i ka chip sensing wela me kēia mau manaʻo.

E koho i kahi puʻupuʻu me ka hiʻohiʻona kūpono kūpono.
E koho i kahi puʻupuʻu i loaʻa ke kāpae ʻana i ke kūpaʻa.
E koho i kahi chip e kākoʻo ana i ka uku Beta.

E koho i nā capacitors i kūpono i nā ʻōlelo a ka mea hana chip.
E noi i kekahi uku kūpono ma hope o ka hana ʻana i kahi mahana profile ao ana.

Ma muli o ka noʻonoʻo hoʻokō a me nā hopena loiloi, pono ʻoe e hoʻopololei i ka chip sensing wela i kāu hoʻolālā e hoʻokō i ka pololei o ke ana.

Moʻolelo Hoʻoponopono Palapala no AN 769: Intel FPGA Remote Temperature Sensing Diode Implementation Guide

Palapala Palapala	Nā hoʻololi
2022.04.06	Hoʻoponopono i ka helu ʻana i ka wela o ka ʻike wela ma ke kumuhana e pili ana i ke kūpono kūpono ʻole. Hoʻoponopono ʻia ka helu ʻana o ka wela hoʻoneʻe example ma ke kumuhana e pili ana i ka uku hoʻopiʻi.
2021.02.09	Hoʻokuʻu mua.

Huina Intel. Ua mālama ʻia nā kuleana āpau. ʻO Intel, ka Intel logo, a me nā hōʻailona Intel ʻē aʻe he mau hōʻailona o Intel Corporation a i ʻole kāna mau lālā. Mālama ʻo Intel i ka hana o kāna mau huahana FPGA a me semiconductor i nā kikoʻī o kēia manawa e like me ka palapala hōʻoia maʻamau o Intel, akā aia ke kuleana e hoʻololi i nā huahana a me nā lawelawe i kēlā me kēia manawa me ka ʻole o ka hoʻolaha. ʻAʻole ʻo Intel i kuleana a i ʻole kuleana e puka mai ana mai ka noi a i ʻole ka hoʻohana ʻana i kekahi ʻike, huahana, a i ʻole lawelawe i wehewehe ʻia ma ʻaneʻi koe wale nō i ʻae ʻia ma ke kākau ʻana e Intel. Manaʻo ʻia nā mea kūʻai aku Intel e loaʻa i ka mana hou o nā kikoʻī o nā hāmeʻa ma mua o ka hilinaʻi ʻana i kekahi ʻike i paʻi ʻia a ma mua o ke kau ʻana i nā kauoha no nā huahana a i ʻole nā lawelawe.
* Hiki ke koi ʻia nā inoa a me nā hōʻailona ʻē aʻe ma ke ʻano he waiwai o nā poʻe ʻē aʻe.

ISO
9001:2015
Kakau inoa

Palapala / Punawai

intel AN 769 FPGA mamao mamao eʻike ana i ka wela wela [pdf] Ke alakaʻi hoʻohana
AN 769 FPGA Weheʻe Wehe Kamahaʻo, AN 769, FPGA Wehewehe Weheweheʻe, Diode Hōʻike Manaʻo mamao.

Nā kuhikuhi

Palapala Hoʻohana

intel AN 769 FPGA mamao mamao eʻike ana i ka wela wela

Hoʻolauna