您好, 欢迎来到1024商务网   [请登录]  [免费注册]  忘记密码
首页 新闻资讯 产品大全 企业 求购 品牌
企业 动态 用户在搜:盖板模具 礼堂椅 常熟车床 二手压路机 电动执行器 武汉复合板 光固化树脂 过热蒸汽发生器 义乌饰品 吊篮,懒人椅 洛阳压路机 配电网一体化测控终端 有线电视可变均衡器 
当前位置:首页 > 新闻资讯 > 加工定制 > FPGA低功耗的设计思路有哪些
FPGA低功耗的设计思路有哪些
更新时间:2021-01-29 发布:www.1024sj.com

FPGA器件的一个比较特别的现象是其上电瞬间的电流比较大,有的时候甚至大于芯片正常工作的电流,这是因为FPGA内部的逻辑和互连线资源(SRAM工艺)在上电的瞬间处于不确定状态,发生电流冲突的结果。

  如果用户在设计的时候没有考虑到这个上电瞬间的打电流,电源模块不能够提供这么大的电流,芯片在上电过程中会出现上电曲线不单调的问题,导致器件上电失败,以至于芯片无法正常工作。一般在器件手册中会给出这个上电电流值。


  FPGA在正常工作中,其消耗的总功耗由器件的静态功耗、动态功耗和IO功耗构成。静态功耗也叫待机功耗(standbypower),是芯片处于上电状态,但是内部电路没有工作(也是内部电路没有翻转)时消耗的功耗;而所谓动态功耗是指由于内部电路翻转所消耗的功耗;IO功耗是IO翻转时,对外部负载电容进行充放电所消耗的功耗。


  如下式:


  总功耗=静态功耗+动态功耗+IO功耗


  芯片的静态功耗是芯片处于待机状态下所消耗的功耗,它主要由芯片内部的漏电流产生。在高速的40nm器件中(如straticIV),芯片的漏电流相对来说较大,因此静态功耗成为主要的电源功耗,也叫漏电功耗(leakagepower)。


  静态功耗有一个显著的特点,是它随着器件结温(junctiontemperature,TJ)的变化而变化较大。TJ越大,功耗越大;TJ越小,功耗越小,如下图所示。因此,控制芯片的结温可以有的控制芯片的静态功耗。





  FPGA设计的总功耗包括静态功耗和动态功耗两个部分。其中,静态功耗是指逻辑门没有开关活动时的功率消耗,主要由泄漏电流造成的,随温度和工艺的不同而不同。静态功耗主要取决于所选的FPGA产品。


  动态功耗是指逻辑门开关活动时的功率消耗,在这段时间内,电路的输入输出电容完成充电和放电,形成瞬间的轨到地的直通通路。与静态功耗相比,通常有许多方法可降低动态功耗。


  采用正确的结构对于设计是重要的,新的FPGA是90nm的1.2 V器件,与先前产品相比可降低静态和动态功耗,且FPGA制造商采用不同的设计技术进一步降低了功耗,平衡了成本和性能。这些90nm器件都改变了门和扩散长度,化了所需晶体管的开关速率,采用低K值电介工艺,不仅了性能还降低了寄生电容。结构的改变,如增强的逻辑单元内部互连,可实现更强大的功能,而无需更多的功耗。StraTIx II更大的改变是采用了六输入查找表(LUT)架构,能够通过更有的资源利用,实现更快速、低功耗的设计。


  除常规的可重配置逻辑外,FPGA正集成更多的用电路。的PLD集成了门的乘法器、DSP模块、可变容量RAM模块以及闪存等,这些用电路为FPGA提供了高的功能。总体上看,采用这些模块节约了常规逻辑资源并增加了系统执行的速度,同时可以减少系统功耗。因此更高的逻辑率也意味着能够实现更小的器件设计,并进一步降低静态功耗和系统成本。


  不同供应商所提供的IP内核对于低功耗所起的作用各有侧重。选择正确的内核对高设计至关重要,有的产品将注意力集中在空间、性能和功耗的平衡上。某些供应商提供的IP内核具有多种配置(如Altera的Nios II嵌入式处理器内核采用快速、标准和经济等三种版本),用户可根据自己的设计进行选择。例如,如果一个处理器在同一个存储分区中进行多个不同调用,则采用带板载缓存的Nios II/f比从片外存储器访问数据的解决方案节约更多功耗。





  如果用户能够从多种I/O标准中进行选择,则低压和无端接(non-terminated)标准通常利于降低功耗,任何电压的降低都会对功耗产生平方的果。静态功耗对于接口标准特别重要,当I/O缓冲器驱动一个高电平信号时,该I/O为外部端接电阻提供电压源;而当其驱动低电平信号时,芯片所消耗的功率则来自外部电压。差分I/O标准(如典型值为350 mV的低开关电压LVDS)可提供更低的功耗、更佳的噪声边缘、更小的电磁干扰以及更佳的整体性能。

返回列表 | 打印本页
上一篇:京东方100英寸OLED电视面板? 消息不正确    下一篇:瑞士又有9种食品被查含马肉 零售商或将面临司法起诉
猜你喜欢
·联智通达超低功耗工控主板怎么降低功耗 ·山东伟控宽量程高精度低功耗气体质量流量计
·网站设计中有哪些技巧 ·网页设计上有哪些可以借鉴的技巧
·厂家直销超低功耗体积小的无线数据传输终端dtu ·低功耗电池供电超声波流量计
·低功耗电池供电超声波流量计 ·诠释:全国房屋加固设计施工一条龙服务的加固公司有哪
·求助几款常用的高精度低功耗5V,3.3V等稳压芯片 ·发电机电压太低的常见原因有哪些?怎样处理?
·低风险理财有哪些优势?【掌柜金服】 ·液压系统的设计有哪些要求?
·景区候车亭设计要素有哪些 ·长沙家庭影院装修设计误区有哪些
 
同类推荐
·Mini LED电视 各大厂商开始涉及
·新空口和云基础设施的芯片技术 诺基
·用手伸缩薄膜显示屏看心电图 或将实现
·聚酰胺复合反渗透膜在海水淡化的前景
·涂料领域下一个增长点--粉末涂料
·苹果研发AI芯片 创造智能硬件
·吊顶业在互联网浪潮下的发展
·一款好的面盆水龙头关键点是哪些
·互联网营销之净水器
·业内的污水处理--国祯环保
·中国自主的转型之战 营销战略真的想透
·三全食品抢购龙凤欲打压思念 速冻行业
·北京工商局发布“停售令” 知名超市检
·供应带USB和SD有源音箱
关于我们 - 广告服务 - 使用手册 - 联系我们 - 法律声明 - 友情链接 - 删除或修改信息 - 网站地图
本站信息由会员自主添加,如涉及隐私等,网站不承担任何责任!如发现侵权违规等问题请发邮件至XXX#qq.com(#用@代替)或在线留言联系删除。
版权所有 1024商务网 浙ICP备12020213号-1 客服QQ: 微信号: