intel AN 769 FPGA Itọnisọna Olumulo Diode Sensing Temperature

Eto ibojuwo otutu Intel® FPGA ngbanilaaye lati lo awọn eerun ẹni-kẹta lati ṣe atẹle iwọn otutu ipade (TJ). Eto ibojuwo iwọn otutu ita yii n ṣiṣẹ paapaa lakoko ti Intel FPGA ti ni agbara tabi ko tunto. Sibẹsibẹ, awọn ohun pupọ lo wa ti o gbọdọ ronu nigbati o ṣe apẹrẹ wiwo laarin chirún ita ati awọn diodes oye otutu jijin Intel FPGA (TSDs).
Nigbati o ba yan ërún ti oye iwọn otutu, iwọ yoo wo deede iwọn otutu ti o fẹ lati ṣaṣeyọri. Bibẹẹkọ, pẹlu imọ-ẹrọ ilana tuntun ati apẹrẹ TSD latọna jijin ti o yatọ, o gbọdọ tun gbero awọn ẹya ti a ṣe sinu chirún imọ iwọn otutu lati pade awọn ibeere deede apẹrẹ rẹ.

Nipa agbọye awọn iṣẹ ṣiṣe ti eto wiwọn iwọn otutu latọna jijin Intel FPGA, o le:

Ṣe afẹri awọn ọran ti o wọpọ pẹlu awọn ohun elo imọ iwọn otutu.
Yan ërún iwọn otutu ti o yẹ julọ ti o pade awọn iwulo ohun elo rẹ, idiyele, ati akoko apẹrẹ.

Intel ṣeduro ni iyanju pe ki o wọn iwọn otutu on-die nipa lilo awọn TSD agbegbe, eyiti Intel ti fọwọsi. Intel ko le fọwọsi išedede ti awọn sensọ iwọn otutu ita labẹ ọpọlọpọ awọn ipo eto. Ti o ba fẹ lo awọn TSD latọna jijin pẹlu awọn sensọ iwọn otutu ita, tẹle awọn itọnisọna inu iwe yii ki o fọwọsi išedede ti iṣeto iwọn otutu rẹ.

Akọsilẹ ohun elo yii kan si imuse TSD latọna jijin fun ẹbi ẹrọ Intel Stratix® 10 FPGA.

Imuse Loriview

Chirún ti oye otutu ita sopọ si Intel FPGA TSD latọna jijin. TSD latọna jijin jẹ PNP tabi NPN diode ti o ni asopọ transistor.

Olusin 1. Asopọ Laarin Chip Sensing otutu ati Intel FPGA Latọna jijin TSD (NPN Diode)

Olusin 2. Asopọ Laarin Chip Sensing otutu ati Intel FPGA Latọna jijin TSD (PNP Diode)

Idogba atẹle jẹ iwọn otutu ti transistor ni ibatan si ipilẹ-emitter voltage (VBE).

Idogba 1. Ibasepo Laarin Iwọn otutu ti Transistor si Base-Emitter Voltage (VBE)Nibo:
- T-Iwọn otutu ni Kelvin
- q — idiyele elekitironi (1.60 × 10-19 C)
- VBE-mimọ-emitter voltage
- k—Boltzmann ibakan (1.38 × 10−23 J∙K−1)
- IC-odè lọwọlọwọ
- IS — yiyipada ekunrere lọwọlọwọ
- η — ifosiwewe bojumu ti diode jijin
  Ṣiṣeto idogba 1, o gba idogba atẹle naa.

Idogba 2. VBE
Ni deede, ërún ti oye iwọn otutu fi agbara mu awọn ṣiṣan iṣakoso daradara ni itẹlera meji, I1 ati I2 lori awọn pinni P ati N. Chirún lẹhinna ṣe iwọn ati iwọn iyipada ti VBE ti ẹrọ ẹlẹnu meji. Delta ni VBE ni ibamu taara si iwọn otutu, bi o ṣe han ni Idogba 3.
Idogba 3. Delta ni VBENibo:
- n-fi agbara mu ratio lọwọlọwọ
- VBE1-mimọ-emitter voltage ni I1
- VBE2-mimọ-emitter voltage ni I2

Ifojusi imuse

Yiyan chirún ti oye iwọn otutu pẹlu awọn ẹya ti o yẹ gba ọ laaye lati mu chirún naa pọ si lati ṣaṣeyọri deede iwọn. Ro awọn koko ni ibatan alaye nigbati o ba yan awọn ërún.

Alaye ti o jọmọ

Ipinnu Ipilẹ (η-ifosiwewe) Aiṣedeede
Aṣiṣe Resistance Series
Iwọn otutu Diode Beta Iyatọ
Iyatọ Input Kapasito
Biinu aiṣedeede

Ipinnu Ipilẹ (η-ifosiwewe) Aiṣedeede

Nigbati o ba ṣe wiwọn iwọn otutu ipade nipasẹ lilo diode iwọn otutu ita, deede wiwọn iwọn otutu da lori awọn abuda ti diode ita. Ifojusi bojumu jẹ paramita ti ẹrọ ẹlẹnu meji latọna jijin ti o ṣe iwọn iyapa ti ẹrọ ẹlẹnu meji lati ihuwasi pipe rẹ.
O le nigbagbogbo rii ifosiwewe bojumu ni iwe data lati ọdọ olupese diode. Awọn diodes otutu ita gbangba ti o yatọ fun ọ ni awọn iye oriṣiriṣi nitori oniruuru oniru ati awọn imọ-ẹrọ ilana ti wọn lo.
Aibaramu pipe le fa aṣiṣe wiwọn iwọn otutu pataki kan. Lati yago fun aṣiṣe pataki, Intel ṣeduro pe ki o yan chirún ti oye iwọn otutu ti o ṣe ẹya ifosiwewe bojumu atunto. O le yi awọn bojumu ifosiwewe iye ninu awọn ërún lati se imukuro awọn mismatch aṣiṣe.

Example 1. Ipilẹṣẹ Ifojusi Iṣepe si Aṣiṣe Iwọn Iwọn otutu

Eyi example ṣe afihan bi ifosiwewe bojumu ṣe ṣe alabapin si aṣiṣe wiwọn iwọn otutu. Ninu example, awọn isiro fihan awọn bojumu mismatch nfa a significant otutu wiwọn aṣiṣe.

Idogba 4. Ibasepo ifosiwewe Ipele si Iwọn Iwọnwọn

Nibo:

ηTSC—ifojusi apere ti ërún imọ iwọn otutu
TTSC-iwọn otutu ti a ka nipasẹ chirún oye iwọn otutu
ηRTD—ifokansi apere ti diode iwọn otutu latọna jijin
TRTD-iwọn otutu ni diode iwọn otutu latọna jijin

Awọn igbesẹ atẹle wọnyi ṣe iwọn wiwọn iwọn otutu (TTSC) nipasẹ chirún imọ iwọn otutu, fun awọn iye wọnyi:

Okunfa pipe ti sensọ iwọn otutu (ηTSC) jẹ 1.005
Okunfa pipe ti diode otutu jijin (ηRTD) jẹ 1.03
Iwọn otutu gangan ni diode otutu otutu jijin (TRTD) jẹ 80°C

Yipada TRTD ti 80°C si Kelvin: 80 + 273.15 = 353.15 K.
Waye Idogba 4. Iwọn otutu ti a ṣe iṣiro nipasẹ chirún imọ iwọn otutu jẹ 1.005 × 353.15 = 344.57 K.TTSC = 1.03

Ṣe iyipada iye iṣiro si Celsius: TTSC = 344.57 K – 273.15 K = 71.43°C Aṣiṣe iwọn otutu (TE) ti o fa nipasẹ aiṣedeede apere:
TE = 71.43°C – 80.0°C = –8.57°C

Aṣiṣe Resistance Series

Idaduro jara lori awọn pinni P ati N ṣe alabapin si aṣiṣe wiwọn iwọn otutu.

Awọn resistance jara le jẹ lati:

Awọn ti abẹnu resistance ti awọn P ati N pin ti awọn iwọn otutu ẹrọ ẹlẹnu meji.
Awọn ọkọ wa kakiri resistance, fun example, a gun ọkọ kakiri.

Awọn jara resistance fa afikun voltage lati ju silẹ ni ọna oye iwọn otutu ati awọn abajade ni aṣiṣe wiwọn, ni ipa lori deede ti wiwọn iwọn otutu. Ni deede, ipo yii n ṣẹlẹ nigbati o ba ṣe wiwọn iwọn otutu pẹlu chirún imọ iwọn otutu lọwọlọwọ 2.

Olusin 3. Ti abẹnu ati ti Lori-ọkọ Series ResistanceLati ṣe alaye aṣiṣe iwọn otutu ti o waye nigbati jara resistance ba pọ si, diẹ ninu awọn olupilẹṣẹ ti oye iwọn otutu n pese data fun aṣiṣe iwọn otutu diode latọna jijin dipo resistance.
Sibẹsibẹ, o le se imukuro jara resistance aṣiṣe. Diẹ ninu awọn ërún ti oye iwọn otutu ni ẹya ifagile jara ti a ṣe sinu rẹ. Ẹya ifagile ti jara le ṣe imukuro resistance jara lati iwọn ti awọn ọgọọgọrun diẹ Ω si iwọn ti o kọja ẹgbẹrun diẹ Ω.
Intel ṣeduro pe ki o gbero ẹya ifagile resistance jara nigbati o yan ërún oye iwọn otutu. Ẹya naa laifọwọyi yọkuro aṣiṣe iwọn otutu ti o ṣẹlẹ nipasẹ resistance ti ipa ọna si transistor latọna jijin.

Iwọn otutu Diode Beta Iyatọ

Bi awọn geometry imọ-ẹrọ ilana ti n dinku, iye Beta(β) ti PNP tabi sobusitireti NPN dinku.
Bi iye Beta diode iwọn otutu ti dinku, ni pataki ti olugba diode iwọn otutu ba ti so mọ ilẹ, iye Beta yoo ni ipa lori ipin lọwọlọwọ lori Idogba 3 ni oju-iwe 5. Nitorinaa, mimu ipin lọwọlọwọ deede jẹ pataki.
Diẹ ninu awọn eerun oye iwọn otutu ni ẹya isanpada Beta ti a ṣe sinu. Awọn Beta iyatọ ti awọn circuitry mọ awọn mimọ lọwọlọwọ ati ki o ṣatunṣe emitter lọwọlọwọ lati isanpada fun iyatọ. Ẹsan Beta n ṣetọju ipin lọwọlọwọ olugba.

Olusin 4. Intel Stratix 10 Core Fabric Diode otutu pẹlu Maxim Integrated*'s MAX31730 Beta Biinu Ti ṣiṣẹ
Nọmba yii fihan pe deede wiwọn waye pẹlu isanpada Beta ṣiṣẹ. Awọn wiwọn ni a mu lakoko ipo agbara isalẹ FPGA — ṣeto ati awọn iwọn otutu ni a nireti lati sunmọ.

	0˚C	50˚C	100˚C
Beta Biinu Pa	25.0625˚C	70.1875˚C	116.5625˚C
Biinu Beta Lori	-0.6875˚C	49.4375˚C	101.875˚C

Iyatọ Input Kapasito

Kapasito (CF) lori awọn pinni P ati N n ṣiṣẹ bi àlẹmọ-kekere ti o ṣe iranlọwọ lati ṣe àlẹmọ ariwo igbohunsafẹfẹ giga ati ilọsiwaju kikọlu itanna (EMI).
O gbọdọ ṣọra lakoko yiyan kapasito nitori agbara nla le ni ipa akoko dide ti orisun ti o yipada ati ṣafihan aṣiṣe wiwọn nla kan. Ni deede, olupese chirún oye iwọn otutu n pese iye agbara iṣeduro ti a ṣeduro ninu iwe data wọn. Tọkasi awọn itọnisọna apẹrẹ ti olupese kapasito tabi iṣeduro ṣaaju ki o to pinnu iye agbara.

Olusin 5. Iyatọ Input Capacitance

Biinu aiṣedeede

Awọn ifosiwewe pupọ le ṣe alabapin nigbakanna si aṣiṣe wiwọn. Nigba miiran, lilo ọna isanpada kan le ma yanju ọrọ naa ni kikun. Ọna miiran lati yanju aṣiṣe wiwọn ni lati lo isanpada aiṣedeede.

Akiyesi: Intel ṣeduro pe ki o lo chirún ti oye iwọn otutu pẹlu isanpada aiṣedeede ti a ṣe sinu. Ti ërún iwọn otutu ko ba ṣe atilẹyin ẹya naa, o le lo isanpada aiṣedeede lakoko sisẹ ifiweranṣẹ nipasẹ ọgbọn aṣa tabi sọfitiwia.
Biinu aiṣedeede yipada iye iforukọsilẹ aiṣedeede lati chirún oye iwọn otutu lati yọkuro aṣiṣe iṣiro naa. Lati lo ẹya yii, o gbọdọ ṣe alamọdaju iwọn otutu kanfile ṣe iwadi ati ṣe idanimọ iye aiṣedeede lati lo.

O gbọdọ gba awọn wiwọn iwọn otutu kọja iwọn otutu ti o fẹ pẹlu awọn eto aiyipada ti chirún imọ iwọn otutu. Lẹhinna, ṣe itupalẹ data bi ninu example lati pinnu iye aiṣedeede lati lo. Intel ṣeduro pe ki o ṣe idanwo awọn eerun oye iwọn otutu pupọ pẹlu diode iwọn otutu latọna jijin pupọ lati rii daju pe o bo awọn iyatọ apakan-si-apakan. Lẹhinna, lo aropin awọn iwọn ni itupalẹ lati pinnu awọn eto lati lo.
O le yan awọn aaye iwọn otutu lati ṣe idanwo da lori ipo iṣẹ ṣiṣe eto rẹ.

Idogba 5. Aiṣedeede ifosiwewe

Example 2. Ohun elo ti Isanpada aiṣedeedeNinu example, ṣeto awọn wiwọn iwọn otutu ni a gba pẹlu awọn aaye iwọn otutu mẹta. Waye Idogba 5 si awọn iye ati ṣe iṣiro ifosiwewe aiṣedeede.

Tabili 1. Data ti a gba Ṣaaju Nbere Ẹsan Aiṣedeede

Ṣeto Iwọn otutu		Iwọn otutu ti a ṣewọn
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

Lo aaye arin ti iwọn otutu lati ṣe iṣiro iwọn otutu aiṣedeede. Ninu example, aarin ojuami ni 50°C ṣeto otutu.
Iwọn otutu aiṣedeede

= Okunfa aiṣedeede × (Iwọn otutu-Ṣeto iwọn otutu)
= 0.9975 × (334.53 - 323.15)
= 11.35

Waye iye iwọn otutu aiṣedeede ati awọn ifosiwewe isanpada miiran, ti o ba nilo, sinu chirún ti oye iwọn otutu ki o tun ṣe wiwọn naa.

Tabili 2. Data ti a gba Lẹhin Nbere Biinu Aiṣedeede

Ṣeto Iwọn otutu	Iwọn otutu ti a ṣewọn	Asise
100°C	101.06°C	1.06°C
50°C	50.13°C	0.13°C
0°C	0.25°C	0.25°C

Alaye ti o jọmọ
Awọn esi Igbelewọn
Pese a review ti awọn abajade igbelewọn ti ọna isanpada aiṣedeede pẹlu Maxim Integrated * ati Texas Instruments * awọn eerun oye iwọn otutu.

Awọn esi Igbelewọn

Ninu igbelewọn, Maxim Integrated*'s MAX31730 ati Texas Instruments*'s TMP468 awọn ohun elo igbelewọn ni a yipada si wiwo pẹlu awọn diodes otutu jijin ti ọpọlọpọ awọn bulọọki ni Intel FPGA.

Tabili 3. Awọn ohun amorindun ti a ṣe ayẹwo ati Awọn awoṣe igbimọ

Dina	Iwọn otutu Sensing Chip Evaluation Board
Dina	Texas Irinse 'TMP468	Maxim Integrate d's MAX31730
Intel Stratix 10 mojuto fabric	Bẹẹni	Bẹẹni
H-tile tabi L-tile	Bẹẹni	Bẹẹni
E-tile	Bẹẹni	Bẹẹni
P-tile	Bẹẹni	Bẹẹni

Awọn isiro atẹle ṣe afihan iṣeto ti igbimọ Intel FPGA pẹlu Maxim Integrated ati awọn igbimọ igbelewọn Texas Instruments.

Olusin 6. Eto pẹlu Maxim Integrate d's MAX31730 Igbelewọn Board

Olusin 7. Ṣeto pẹlu Texas Instruments 'TMP468 Igbelewọn Board

Agbara igbona — tabi ni omiiran, o le lo iyẹwu otutu kan - ti a bo ati tii FPGA ati fi agbara mu iwọn otutu gẹgẹbi aaye iwọn otutu ti a ṣeto.
Lakoko idanwo yii, FPGA wa ni ipo ti ko ni agbara lati yago fun ṣiṣe ooru.
Akoko gbigbe fun aaye idanwo iwọn otutu kọọkan jẹ iṣẹju 30.
Awọn eto lori awọn ohun elo igbelewọn lo awọn eto aiyipada lati ọdọ awọn olupese.
Lẹhin iṣeto, awọn igbesẹ ni Biinu Aiṣedeede ni oju-iwe 10 ni atẹle fun gbigba data ati itupalẹ.

Igbelewọn pẹlu Maxim Integrated's MAX31730 Iwọn otutu Sensing Chip Board Igbelewọn

A ṣe igbelewọn yii pẹlu awọn igbesẹ iṣeto bi a ti ṣalaye ninu Biinu Aiṣedeede.
A gba data naa ṣaaju ati lẹhin lilo isanpada aiṣedeede. Iwọn otutu aiṣedeede oriṣiriṣi ni a lo si oriṣiriṣi awọn bulọọki Intel FPGA nitori iye aiṣedeede kan ko le lo lori gbogbo awọn bulọọki. Awọn nọmba wọnyi fihan awọn abajade.

olusin 8. Data fun Intel Stratix 10 mojuto Fabric

olusin 9. Data fun Intel FPGA H-Tile ati L-Tile

olusin 10. Data fun Intel FPGA E-Tile

olusin 11. Data fun Intel FPGA P-Tile

Igbelewọn pẹlu Texas Instruments ká TMP468 otutu Sensing Chip Igbelewọn Board

olusin 12. Data fun Intel Stratix 10 mojuto Fabric

olusin 13. Data fun Intel FPGA H-Tile ati L-Tile

olusin 14. Data fun Intel FPGA E-Tile

olusin 15. Data fun Intel FPGA P-Tile

Ipari

Ọpọlọpọ awọn olupilẹṣẹ chirún oye iwọn otutu oriṣiriṣi wa. Lakoko yiyan paati, Intel ṣeduro ni iyanju pe ki o yan chirún ti oye iwọn otutu pẹlu awọn ero wọnyi.

Yan kan ni ërún pẹlu Configurable ideality ifosiwewe ẹya-ara.
Yan kan ni ërún ti o ni jara resistance ifagile.
Yan ërún ti o ṣe atilẹyin isanpada Beta.
Yan awọn capacitors ti o baamu awọn iṣeduro olupese ti ërún.
Waye eyikeyi biinu ti o yẹ lẹhin ṣiṣe pro kan otutufile iwadi.

Da lori ero imuse ati awọn abajade igbelewọn, o gbọdọ mu chirún imọ iwọn otutu dara si ninu apẹrẹ rẹ lati ṣaṣeyọri deede iwọn.

Itan Atunyẹwo Iwe-ipamọ fun AN 769: Itọnisọna imuse Diode Sensing otutu Latọna Intel FPGA

Ẹya Iwe aṣẹ	Awọn iyipada
2022.04.06	Ṣe atunṣe iwọn otutu ti oye ni ërún iwọn otutu iṣiro ninu koko nipa aiṣedeede ifosiwewe bojumu. Ti ṣe atunṣe iṣiro iwọn otutu aiṣedeede example ni koko nipa aiṣedeede biinu.
2021.02.09	Itusilẹ akọkọ.

Intel Corporation. Gbogbo awọn ẹtọ wa ni ipamọ. Intel, aami Intel, ati awọn aami Intel miiran jẹ aami-išowo ti Intel Corporation tabi awọn oniranlọwọ rẹ. Intel ṣe atilẹyin iṣẹ ṣiṣe ti FPGA rẹ ati awọn ọja semikondokito si awọn pato lọwọlọwọ ni ibamu pẹlu atilẹyin ọja boṣewa Intel, ṣugbọn ni ẹtọ lati ṣe awọn ayipada si eyikeyi awọn ọja ati iṣẹ nigbakugba laisi akiyesi. Intel ko gba ojuse tabi layabiliti ti o dide lati inu ohun elo tabi lilo eyikeyi alaye, ọja, tabi iṣẹ ti a ṣalaye ninu rẹ ayafi bi a ti gba ni kikun si kikọ nipasẹ Intel. A gba awọn alabara Intel nimọran lati gba ẹya tuntun ti awọn pato ẹrọ ṣaaju gbigbekele eyikeyi alaye ti a tẹjade ati ṣaaju gbigbe awọn aṣẹ fun awọn ọja tabi awọn iṣẹ.
* Awọn orukọ miiran ati awọn ami iyasọtọ le jẹ ẹtọ bi ohun-ini ti awọn miiran.

ISO
9001:2015
Iforukọsilẹ

Awọn iwe aṣẹ / Awọn orisun

intel AN 769 FPGA Remote otutu Sensing Diode [pdf] Itọsọna olumulo
AN 769 FPGA Diode Imọ iwọn otutu Latọna jijin, AN 769, Diode Imọ iwọn otutu Latọna FPGA, Diode Imọ iwọn otutu Latọna, Diode Imọ iwọn otutu, Diode Sensing

Awọn itọkasi

Itọsọna olumulo

intel AN 769 FPGA Remote otutu Sensing Diode

Ọrọ Iṣaaju