Dominios de Alimentación de los Chips ASIC

En esta guía estudiaremos con mayor detalle cómo se alimentan los chips ASIC dentro de un dominio de una hashboard Antminer S19. Seguiremos físicamente las pistas de la PCB para comprender de dónde reciben alimentación los reguladores LDO y cómo las tensiones reguladas llegan posteriormente a los ASIC.

El objetivo es que puedas observar una zona del dominio y reconocer el recorrido eléctrico desde la alimentación de entrada de los reguladores hasta los dos chips ASIC que forman el dominio en la placa utilizada durante esta lección.

Objetivos de esta guía

• Comprender de dónde reciben alimentación los reguladores LDO del dominio.
• Identificar la función de la resistencia de 0 Ω marcada como 000.
• Reconocer los puntos de alimentación y referencia del LDO.
• Comprender que los dos LDO parten de una alimentación común.
• Identificar las tensiones reguladas de 1,2 V y 0,8 V.
• Relacionar estas tensiones con los pines correspondientes del ASIC.
• Seguir las pistas desde los LDO hasta el primer ASIC.
• Comprender cómo las mismas alimentaciones continúan hacia el segundo ASIC del dominio.

Antes de comenzar

En la placa estudiada durante esta lección, cada dominio contiene dos chips ASIC. Dentro del dominio encontramos también dos reguladores LDO relacionados con las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V que vamos a seguir sobre la PCB.

1. Origen de la alimentación de los LDO

Para comprender cómo se alimentan los ASIC debemos comenzar por el origen de la tensión que reciben los reguladores LDO. La alimentación llega hasta esta zona del dominio a través de las pistas de la PCB.

Durante su recorrido encontramos una resistencia identificada con el marcado 000. Se trata de una resistencia de 0 Ω utilizada en este diseño como un puente eléctrico que permite continuar la alimentación entre diferentes puntos del circuito.

Resistencia marcada 000 utilizada como puente dentro del recorrido de alimentación hacia los LDO.

2. La alimentación llega a los reguladores LDO

Después de atravesar el puente de 0 Ω, la alimentación continúa por las pistas hasta alcanzar los reguladores LDO del dominio.

En la explicación práctica seguimos directamente estas pistas sobre la PCB para comprobar cómo llegan hasta los terminales de los reguladores.

Seguimiento de las pistas que llevan la alimentación hasta el regulador LDO.

3. Pines de alimentación y referencia del LDO

Al retirar físicamente uno de los reguladores podemos observar claramente sus tres pads sobre la PCB. Esta vista permite comprender mejor las conexiones que normalmente quedan ocultas debajo del componente.

En el regulador estudiado durante la lección, la alimentación llega a los pines 1 y 3, mientras que el pin 2, situado en el centro, corresponde a la referencia de tierra utilizada por el LDO.

Pads del LDO después de retirar el regulador, permitiendo observar físicamente sus conexiones sobre la PCB.

4. Referencia de tierra del LDO dentro del dominio

El terminal central del regulador necesita una referencia eléctrica para poder trabajar correctamente. En esta placa podemos seguir esa conexión hasta la lámina metálica situada junto a los chips ASIC.

Zona utilizada como referencia de tierra para el LDO dentro del dominio estudiado.

5. Una misma alimentación para los dos LDO

Dentro del dominio encontramos dos reguladores LDO. La alimentación que hemos seguido hasta este punto parte del mismo origen para ambos reguladores.

Después de la resistencia 000, las pistas distribuyen esta alimentación hacia los dos LDO. Aunque ambos reciben alimentación desde el mismo origen, cada regulador genera posteriormente un nivel de tensión diferente.

Recorrido de la alimentación común hacia los dos reguladores LDO del dominio.

6. Alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V hacia el ASIC

Una vez alimentados, los dos LDO realizan la regulación necesaria para generar dos de las tensiones utilizadas por los chips ASIC del dominio.

Por tanto, uno de los reguladores proporciona la alimentación de 1,2 V que llega al pin 13, mientras que el segundo proporciona la alimentación de 0,8 V que llega al pin 14 del ASIC, según la arquitectura estudiada en esta placa.

Identificación de los LDO y seguimiento de las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V hacia el ASIC.

7. Recorrido de la pista hasta el pad del ASIC

Las tensiones generadas por los reguladores deben desplazarse físicamente por la PCB hasta alcanzar los terminales correspondientes del chip.

Siguiendo las pistas podemos observar el recorrido desde la zona del LDO hasta el pad del ASIC. Este seguimiento físico es fundamental para comprender el circuito y será especialmente útil cuando posteriormente realicemos mediciones y diagnósticos.

Seguimiento físico de la pista de alimentación hasta el pad correspondiente del ASIC.

8. Del primer ASIC al segundo ASIC

Las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V no terminan en el primer chip. Después de llegar al primer ASIC, continúan a través de las pistas de la PCB hacia el segundo ASIC del mismo dominio.

Pistas por las que continúan las alimentaciones desde el primer ASIC hacia el segundo ASIC.

Vista más amplia para ubicar los LDO, las pistas y los ASIC dentro del mismo dominio.

9. Alimentación del segundo ASIC

Al seguir las pistas llegamos al segundo chip del dominio. Este ASIC recibe las mismas alimentaciones reguladas procedentes de los LDO correspondientes al dominio.

Llegada de las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V al segundo ASIC del dominio.

10. Final del recorrido dentro del dominio

En la hashboard utilizada durante esta explicación existen dos chips ASIC por dominio. Por este motivo, después de alimentar el segundo ASIC finaliza el recorrido de estas dos alimentaciones dentro de ese dominio.

Segundo ASIC del dominio, donde finaliza el recorrido estudiado de las alimentaciones reguladas dentro de esta sección.

El mismo principio se repite en los demás dominios de esta hashboard: cada dominio dispone de sus reguladores y las alimentaciones correspondientes se distribuyen hacia los ASIC que pertenecen a esa sección.

Mapa completo del recorrido

Conceptos que debes recordar

• En la placa estudiada encontramos dos ASIC por dominio.
• Dentro del dominio estudiamos dos reguladores LDO.
• Los dos LDO reciben su alimentación desde un origen común.
• La resistencia marcada 000 funciona como un puente de 0 Ω dentro del recorrido.
• En el LDO estudiado, los pines 1 y 3 participan en la alimentación y el pin 2 corresponde a su referencia de tierra.
• Una de las alimentaciones reguladas es de 1,2 V.
• La otra alimentación regulada es de 0,8 V.
• Los 1,2 V llegan al pin 13 del ASIC.
• Los 0,8 V llegan al pin 14 del ASIC.
• Ambas alimentaciones continúan hacia el segundo ASIC del mismo dominio.

Comprueba lo aprendido

• ¿De dónde reciben alimentación los dos LDO del dominio?
• ¿Qué función cumple la resistencia marcada 000?
• ¿Qué conexión corresponde al pin central del LDO estudiado?
• ¿Qué tensión genera cada uno de los dos LDO?
• ¿Por qué pin del ASIC entra la alimentación de 1,2 V?
• ¿Por qué pin entra la alimentación de 0,8 V?
• ¿Qué ocurre con estas alimentaciones después de llegar al primer ASIC?
• ¿Por qué finaliza el recorrido después del segundo ASIC en esta placa?