Question:
Quelle quantité de courant un FPGA consomme-t-il, de toute façon?
Thomas O
2010-12-31 21:05:19 UTC
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Je suis dans les étapes R&D d'un V4 de mon projet, qui peut remplacer le DSP haute vitesse par un FPGA.

Je regardais ce FPGA, car il est bon marché: XC3S50A ( environ £ 6,50 / chacun.) Je pense que je peux probablement adapter le projet là-dessus, avec une préoccupation. Je ne trouve nulle part dans la fiche technique la quantité de courant qu'il consommera. S'agit-il d'un montant fixe ou varie-t-il en fonction de la logique que j'utilise? Y a-t-il une consommation de courant de repos par elle, lorsqu'aucune logique n'est utilisée? Qu'en est-il du tirage actuel par ses horloges / PLL? J'ai parcouru la fiche technique - elle présente de nombreuses caractéristiques, mais celles-ci en particulier ne semblent pas être mentionnées.

Je vous suggère d'essayer d'écrire le HDL en simulation, puis de l'acheter et de le tester sur une carte d'évaluation (même s'il s'agit d'une puce plus grosse de la même famille), avant de vous engager dans un PCB. Les FPGA de dernière génération auront probablement la plus faible puissance, mais nécessiteront également des alimentations à basse tension logique.
Ouais, acheter une carte d'évaluation n'est pas une option pour le moment en raison de mon faible budget de R&D d'environ 0 £.
Faites-vous des amis avec les représentants des ventes de votre distributeur local, vous pouvez souvent obtenir un prêt ou un échantillon gratuit d'une pièce ou une carte d'évaluation, surtout si le matériel existe depuis un certain temps.
@digikata - Il est difficile de se lier d'amitié avec les représentants commerciaux de votre distributeur lorsque votre budget R&D est de 0 $ ou 0 £.
Cinq réponses:
mikeselectricstuff
2010-12-31 21:15:24 UTC
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Cela varie énormément avec la fréquence d'horloge, exactement ce qui est cadencé en interne et l'utilisation des E / S. Il est suffisamment difficile de déterminer que la plupart des logiciels FPGA ont un utilitaire pour estimer la consommation de courant d'une conception compte tenu de l'horloge externe / des débits de données, mais il faudra beaucoup d'informations détaillées pour donner une estimation fiable, donc l'option la plus simple est souvent de il suffit de le construire pour mesurer &, ou de charger un design comparable dans un devboard et de le mesurer.

Les logiciels Altera et Xilinx estimeront votre consommation d'énergie, mais vous devez entrer votre conception complète, les fréquences d'horloge, les charges d'E / S et des exemples de formes d'onde.
Si vous avez le choix, vous pouvez généralement réduire la consommation électrique d'un appareil donné en réduisant la tension de fonctionnement et en ralentissant les fréquences d'horloge.
Ce que suggère @vicatcu est pris en charge dans très peu de familles d'appareils.
Eh bien, généralement, la tension du noyau FPGA sera réglée à quelque chose d'assez faible pour commencer, comme 1,2V. Vous ne pouvez pas trop jouer avec ça. Vous pouvez cependant modifier vos tensions d'E / S, ce qui peut vous permettre de réaliser des économies. De plus, votre fréquence d'horloge est celle que vous souhaitez. Ralentir l'horloge peut entraîner d'importantes économies d'énergie.
Je recommande vivement de ne pas s'écarter de la tension nominale du noyau spécifiée pour l'appareil; il joue avec le feu. Les fournisseurs de FPGA garantissent que l'appareil fonctionnera à cette tension (+/- 5 à 10%). Les tolérances / fluctuations de votre alimentation et la variabilité des caractéristiques du FPGA entraîneront des pannes sur de grandes quantités de systèmes fabriqués si vous travaillez à ou près du minimum absolu ou maximum.
Saar Drimer
2011-01-14 22:26:53 UTC
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Il existe deux «types» principaux de consommation d'énergie:

Statique: l'énergie consommée lorsque l'appareil est allumé mais sans rien faire. La proportion de la puissance statique dans la puissance totale augmente généralement à mesure que les dimensions de la technologie diminuent. En 90 nm et en dessous, c'est une partie importante qui doit être prise en compte dans le budget de puissance.

Dynamique: la puissance consommée lorsque les portes à l'intérieur de l'appareil (y compris les E / S) changent d'état (c'est-à-dire de 0 à 1 ou de 1 à 0). C'est pourquoi la fréquence de fonctionnement et la fonctionnalité augmentent la précision de l'estimation.

Xilinx dispose de deux outils pour estimer la puissance:

  • Une feuille Excel, comme l'a souligné Brian Carlton.
  • Un binaire appelé 'xpwr' (partie de ISE) qui prend votre conception placée et acheminée (.ncd) et tente d'estimer la puissance en fonction de l'utilisation réelle (enfin, prévue).

De toute évidence, la deuxième méthode sera plus précise, mais vous pourriez obtenir un aperçu de votre budget de puissance avec la feuille Excel avant d'avoir une conception complète si vous avez besoin de concevoir votre carte.

Bien sûr, la meilleure méthode est de terminer votre conception, de l'exécuter sur une carte de prototypage, puis de mesurer la consommation. Cela arrive rarement dans la pratique, cependant, car la conception du FPGA et la mise en place de la carte se déroulent généralement en parallèle.

(BTW, nous essayons de démarrer un site SE dédié aux FPGA ... envisagez de le soutenir ... http://area51.stackexchange.com/proposals/20632/programmable-logic-and-fpga-design?referrer=YmxhQ2OJUo-FAaI1gMp5oQ2)

Une question: XPWR a un swith -tb (ISE8.2) pour l'estimation de la puissance basée sur le temps qui fournit une trace de puissance en fonction du temps, mais il n'est pas disponible maintenant.connaissez-vous un équivalent pour cela?
Brian Carlton
2011-01-01 08:56:11 UTC
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Pour cette partie, la réponse est ici. Pour les autres parties, Xilinx a cette page

darron
2011-01-15 01:06:13 UTC
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En ce qui concerne la consommation d'énergie, il existe deux principales différences dans les types de FPGA.

Premièrement, il y a les familles SRAM des principaux fournisseurs comme Xilinx & Altera. Ils consomment beaucoup d'électricité statique. Trop, je pense, pour être utile pour tout ce qui est vraiment "faible puissance". Lorsque ces deux sociétés disent faible puissance, elles signifient moins de puissance qu'avant (ou que l'autre grand gars).

La deuxième classe est non volatile. Il y a quelques personnes qui en ont, mais Actel est probablement la plus grande entreprise que j'ai vue dans les produits des gens. Ils utilisent généralement des ordres de grandeur moins d'électricité statique. Ce sont généralement des appareils plus lents. Ils sont également très résistants au vol IP.

Je viens de passer par là à la recherche d'un FPGA pour un système industriel de basse puissance sur lequel je travaille ... Je veux utiliser Actel mais je peux Je ne suis pas convaincu que je serais en mesure d'obtenir les parties du suffixe I quand j'en aurais besoin. Je n'ai toujours pas vraiment résolu ce problème. J'essaierai probablement juste de presser le design dans les CPLD.

zebonaut
2011-01-15 03:41:15 UTC
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Il est vrai que les outils d'estimation de puissance créés par les fournisseurs sont le meilleur outil pour obtenir des informations.

Cependant, pour avoir une idée, un Altera Cyclone 3 "complet" que j'ai récemment rencontré utilise quelque chose comme 0,8 A sur le rail 1,2 V et peu (1 ... 50 mA) sur ses rails 3,3 V et 2,5 V. Il totalise un peu plus de 1 W lorsqu'il fonctionne.

Comme le rail 3,3 V est à peu près utilisé pour les E / S, le FPGA tirera tout ce que le circuit connecté requiert de ce rail d'alimentation.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
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