基于FPGA数字设计的电磁辐射探索

摘要

随着半导体技术的不断萎缩,电路的速度、集成密度和I/O接口的数量显著增加,因此,电磁辐射(EME)成为数字系统设计中的一个关键问题。电子设备必须满足电磁兼容性(EMC)的要求,以确保其正常运行,且不受干扰。I/O缓冲器在工作时消耗大电流。连接线和引线框足够长,可以作为有效的天线发射电磁干扰(EMI)。因此,I/O交换活动对电磁干扰有显著影响。本文对I/O交换活动对电磁环境的影响进行了评价和分析。改变电路配置,如I/O组的供电电压、他们的开关频率、驱动电流和转换率。此外,还考虑了交换频率与同时交换输出(SSOs)数量之间的权衡问题。此外,还评估了与不同I/O开关模式相关的电磁辐射。结果表明,与I/O开关活动相关的电磁辐射强烈依赖于他们的工作参数和配置。所有电路实现和测量都是在Xilinx Spartan-3 FPGA上进行的。