现场可编程门阵列 (FPGA) 的起源可以追溯到 1980 年代，由可编程逻辑器件 (PLD) 演变而来。 从那时起，FPGA 资源、速度和效率迅速提高，使 FPGA 成为范围广泛的计算和处理应用的首选解决方案，尤其是当产量不足以证明应用专用集成电路 (ASIC) 的成本效益开发合理时).

FPGA 电源系统要求

FPGA 需要多个不同的低压电源轨，每个都有自己的电压和电流规格，为其核心逻辑、I/O 电路、辅助逻辑、收发器和存储器供电。 这些电源轨可能需要按特定顺序打开和关闭，以避免损坏 FPGA。 负载点 (POL) 稳压器将电路板的较高输入电源电压降低至 FPGA 所需的多个输入电压。 当电源转换效率至关重要时，开关稳压器可用作 POL 稳压器，而低压差 (LDO) 稳压器等线性稳压器用于 PLL 和收发器等噪声敏感电路。

典型的电路板输入电压为 5 V、12 V、24 V 和 48 V时序电源，而 FPGA 输入电压的范围从不到 1 V 到大约 3 V。对于高输入电压（12 V、24 V、48 V），额外的可能需要降压稳压器来生成为 POL 稳压器供电的中间总线电压（见图 1）。 在FPGA电源轨中，核心电压需要是最低电压（约等于或低于1 V）和最高精度（±3%或更好），电流水平在几十安培量级，取决于FPGA资源的利用率。 为了防止逻辑错误，不仅在直流条件下，而且在 FPGA 电流瞬变期间时序电源，电压波动需要控制在几十毫伏以内，在 FPGA 电源轨容差规范内。 电源的直流精度越差，在瞬态条件下维持可用电源电压所需的旁路电容就越大。 例如，假设一个 ±3% 的内核电压容差规范。 使用精度为±1%的直流电源时，对应的瞬态容差为±2%。 对于较低精度 (±2%) 的直流电源，较严格的瞬态容差 (±1%) 需要比前一个示例更多的旁路电容器。

图 1. 一种可能的 FPGA 电源树设计：高压输入电源（如 12 V、24 V 或 48 V）下降到中间总线电压，然后馈送到为 FPGA 供电的 POL 稳压器。

在进行最终设计更改、在另一个应用中重用设计、执行电路板裕度测试以及在开发或现场操作期间动态优化系统功耗时，需要根据默认设置点调整或微调 FPGA 电源电压电平。 平坦的。 在这种情况下，在电源反馈网络中并联几个不同的电阻器并不是最快或最可行的解决方案。 实现电压调整的一种方法是使用数模转换器 (DAC) 来驱动稳压器的反馈网络（见图 2）。 需要为微调例程编写软件代码，从模数转换器 (ADC) 测量电源电压以计算正确的 DAC 代码，然后将 DAC 输出缓慢调整为计算出的数字代码，逐渐增加电源电压稳定，在不同的时间。 将在没有毛刺或过冲的情况下达到目标电压电平。 需要重复此微调过程，以确保组件不会因组件随时间或温度漂移而偏离目标电压。

图 2. 使用 DAC 和 ADC 将 POL 电源的输出电压调整为目标电压。

监控 FPGA 电源电压、电流和故障状况对于了解不同场景下的系统健康状况和功耗至关重要，因为 FPGA 是整个电子系统的核心。 将这种理解与微调功能相结合，可以避免为最坏情况设计电源，从而节省成本和功耗。 此外，潜在的系统故障可能表现为异常的 FPGA 功耗，使主机控制器或维修人员能够在电路板或系统故障发生之前及早发现问题。 电压监控需要使用ADC，而电流监控还需要使用电平转换电路，将高电平电流检测电压转换为以地为参考的电压； 例如，如图 3 所示，通过使用跨导放大器。

图 3. 用于监控 POL 电源的输出电压、电流和功率的可能分立电路解决方案。

虽然我们还没有讨论故障管理，但这一长串的要求可能会让您头晕目眩。 当 POL 输出欠压或过压，即超出有效电压窗口时会发生什么情况？ 应该只关闭发生故障的电源吗？ 还是其他电源也应该关闭？ 如何排除导致系统板关机的故障？

我们可以看到，FPGA 电源系统管理会很快变得非常复杂，分散了基本 FPGA 应用的注意力。 请注意，FPGA 的电源树只是数字处理板上整个电源系统的一部分。 上述大部分要求也适用于其他数字设备，例如 ASIC、DSP、GPU、SoC 和微处理器。 需要的是一种简单、可扩展且灵活的电源系统管理解决方案。

数字电源系统管理

提供数字电源系统管理 (DPSM) 器件产品，以满足数字处理板中复杂的电源系统要求。 DPSM 设备可以带或不带集成 DC/DC 转换，以取代 POL 稳压器或与现有的 POL 稳压器一起工作。 电源系统管理器不提供DC/DC转换，可以在现有的由开关或LDO稳压器组成的模拟电源系统中加入数字监测和控制功能。 可以使用单个设备（例如 . 可以混合和匹配不同通道数的设备（2、4、8 或 16 通道）以管理数百个电源轨。 双通道是该系列的最新成员，提供了一种简单的入门解决方案，用于监视和控制此类电源系统中两个最重要的电源轨； 例如，FPGA 内核电源轨和辅助电源轨。

双通道电源系统管理器

是一款双通道电源系统管理器，可为 FPGA、ASIC 和处理器板添加全面的基于软件的监视、控制和黑盒故障记录，以加快上市时间、提高系统可靠性并优化板功能。 消费（图 4）。 POL 电源输出电压使用出色的 16 位 ADC 进行修整、裕度和监控，总未调整误差 (TUE) 为 0.25%，以提高电路板功率和长期性能。 由于可以严格控制 POL 输出电压以实现 ±0.25% 的精度，因此在负载瞬变期间有很大的余量（±3% FPGA 电源轨规格下的 ±2.75% 精度），大大减少了所需的旁路电容器并释放了电路板空间. 使用检测电阻器、电感器 DCR 或电源的 IMON 输出测量电源输出电流。 电压和电流测量值在内部相乘以提供 POL 输出功率读数。

图 4. 是一个双通道电源系统管理器，它提供中间总线电源监控和 POL 输出电源监控。

内置电源顺序控制、监控和故障记录功能。 排序是通过将时间延迟写入内部寄存器或使用级联电源良好信号来实现的。 当 POL 输入电压、输出电压和温度以数字方式偏离可编程上限和下限阈值时，专用快速比较器会发出故障信号。 故障触发黑盒记录，简化故障分析并为未来的系统改进提供相关见解。 第一个失败命令提供有关系统故障原因的更多信息。 故障信息可以灵活地传播到其他电源或其他 DPSM 设备。

支持POL转换器中间总线输入的电压、电流、功率和能量监测。 要管理、优化和降低电路板功耗，从而降低服务器和数据中心的冷却和公用事业成本，监控电路板功率和能源使用至关重要。 输出功率（以焦耳为单位）和运行时间可通过 PMBus 接口方便地提供，PMBus 接口是与电源管理和转换设备通信的行业标准，可减少繁重的轮询和计算任务。 结合 POL 输出电压、电流和功率的数字测量，可以随时间监控电源系统的转换效率。

每个通道都配有可编程电源良好引脚或通用输入/输出 (GPIO) 引脚。 与其他电源系统管理器连接可实现对两个以上电源轨的排序和故障管理。 使用通过 I2C/SMBus 接口传输的兼容 PMBus 命令，可以实现电源系统的灵活编程和数据回读。 配置在支持所有 ADI DPSM 产品的 ® 开发环境中完成（见图 5）。 一旦使用所需的特定应用配置进行内部编程，就无需为自动操作编写软件代码。

图 5. DPSM 产品的开发环境：自动化无需编码。

FPGA广泛应用于各种电子系统，甚至取代了ASIC，但其周围有复杂的电源系统。 提供多种 DPSM 产品来帮助简化电源系统管理。 如果您以前从未使用过 DPSM，请尝试一下，这是一款解决数字处理板上复杂电源系统问题的入门级产品。

安防监控是安防设施中最重要的部分。 其重要性高于人身安全和物质安全，其作用优于人身安全和物质安全。 它是一项对安全性要求很高的高科技。

随着经济的快速发展，城市流动人口急剧增加，给城市社会治安增加了新的问题。 为保障小区的安全，防止抢劫事件的发生，必须要有自己的安保系统。 智能安防已成为当前的发展趋势； 随着科学技术的不断进步，前沿科技的应用也越来越普遍。 国内外先进技术和先进经验已广泛应用于各行各业，安保工作也不例外。

安全监控的存在，首先对不法分子是有威胁的。

近日，郑州市风禅路公安局视频大队通过视频监控成功抓获一名盗窃电动车的犯罪嫌疑人。 据悉，5月22日下午，群众报警称放置在花园路、广电南路附近的电动车被盗，5月23日上午成功将嫌疑人抓获。

曾有新闻报道，深圳一名刚开始偷窃的小偷，成功偷到手机潜逃几条街后，竟然原路返回，将手机还给失主，小偷返回的原因让原主吃惊的是，小偷说监控录像太多了，他跑不掉了。

可以说，没有不需要安全监控的重大失窃案，没有安全监控解决不了的失窃案。 可见安防监控功能的强大，不仅可以起到震慑作用，还可以大大提高民警侦查效率

安防监控将打拐进行到底

还记得2014年，一部以“反拐”为题材的电影《亲爱的》引起了社会轰动。 被拐儿童家长的辛酸和辛酸安防监控系统，也是整个社会的痛。 虽然很早就有通过微博解救被拐儿童，呼吁转发寻找孩子的方式，但实际上，通过这种方式找回的儿童寥寥无几。

视频监控应用于广场、车站、学校、医院、娱乐场所等。 这些视频监控相当于我们的眼睛和大脑，帮助我们发现、记录、记录犯罪嫌疑人在事发时间、地点的作案情况。 这不仅可以作为有效的法律依据，还可以作为后期识别、追踪犯罪嫌疑人的线索。

依靠视频监控寻找被拐儿童的案例还有很多。 例如，2013年，江西省南昌市警方充分利用视频监控，成功让一名被拐卖的5岁男童安全回家。 据了解，接到报警后，民警调动400余支监控探头，核查500余小时视频资料，经过200余小时日夜奋战，终于成功解救男孩。

2015年2月，家住单县的王某和妻子口口声声说“长得好看的孩子在家玩，一眨眼就不见了”。 值班民警见状，立即对这对夫妇进行了安抚。 “天网”监控查询系统。

经过半个小时的监控观察，发现康康从家里步行到王某家后面的一所学校。 于是，民警带着他的家人到学校附近寻找，终于找到了康康。

不可否认，拐卖妇女儿童行为恶劣，必须严惩。 面对一个个拐卖儿童的不法分子，安防技术是这些不法分子的克星！

人工智能有助于提前预防犯罪

未来，具备智能识别能力的摄像头，不仅可以通过人脸识别监控画面中每个人的身份，还可以了解人们的具体行为，实时预防犯罪。 目前警方的做法是重点防控有前科的人，但这种推定并不能很好地阻止犯罪的发生。 未来，随着计算机视觉技术的发展，监控摄像头有望根据人们的行为触发预警，而不仅仅是他们的身份。 例如，如果在公共场所的监控中出现携带凶器的人，无论他是否有前科安防监控系统，监控系统都会立即向附近的警员发出警报，以防止恶性犯罪的发生。时间。 这将大大降低城市公共场所的犯罪率，增强市民的安全感。

结语：视频监控是建设平安城市、智慧城市的重要组成部分。 可见视频监控在打击犯罪方面的震慑作用是多么强大。 视频监控在安防领域也发挥着越来越重要的作用。 它是最有力的技术预防手段。