小舍YZ 发表于 2017-7-1 10:57:41

XPower估计器的使用流程

本帖最后由 小舍YZ 于 2017-7-1 11:05 编辑

XPower估计器的使用流程

XPower估计器的使用方法非常简单,设计人员直接在各个分页面输入相应的资源利用率和时钟频率,然后回到Summary页面,就可以看到各个电压的电流值,并得到FPGA的工作功率和工作温度。下面以XC4VSX35-12芯片的设计为例,介绍XPower估计器的使用方法。

例4-4 使用XPower估计器预算XC4VSX35-12应用的功耗。

1. 双击打开XPower估计器,在Summaty页面的Device栏的Part选项的下拉框中选择“XC4VSX35”、Package选项选择“FF668”、Grade选项选择“industrial”、Process选项选择“Typical”、Steeping选项选择“Steeping1”,如图4-65所示。同时,将Thermal Information栏选择默认值。
图4-65 XPower估计器的芯片配置界面

小舍YZ 发表于 2017-7-1 10:58:49

2. 由于Virtex-4族的SX系列芯片没有PowerPC、MGT(吉比特收发器)以及EMAC(以太网接口)控制器,所以只需要设定时钟、逻辑、IO、BRAM、DSP以及DCM即可。XPower估计器只是粗略预算,所以在输入以上指标,应预留15%的裕量,即所有值按照真实值的115%输入。在时钟栏输入所有可能用到的时钟,并给出其扇出(Fanout)大小(一般设定为10即可),本例中,输入了270MHz、120MHz以及60MHz这3个频率的全局时钟,如图4-66所示。
图4-66 XPower估计器的时钟配置界

小舍YZ 发表于 2017-7-1 10:59:35

在逻辑页面,输入a、b、c三个模块,分别工作于不同的频率,并给出了其大致的逻辑资源和平均扇出,如图4-67所示。
图4-67 XPower估计器的逻辑配置界面

小舍YZ 发表于 2017-7-1 11:00:23

在IO页面,输入各个模块的端口数(注意:这里的端口是直接引到顶层模块,和芯片管脚所对应的端口数),选择工作电平标准以及工作频率等参数,本例的配置如图4-68所示。
图4-68 XPower估计器的IO配置界面

小舍YZ 发表于 2017-7-1 11:01:11

接下来配置BRAM页面,需要输入BRAM各个端口的位宽、速率、数量以及应用类型(包括BRAM、FIFO以及ECC等类型),本例的BRAM使用状况如图4-69所示。
图4-69 XPower估计器的BRAM配置界面

小舍YZ 发表于 2017-7-1 11:02:02

在DCM的配置页面中,填入所使用的DCM时钟的频率即可,本例用到了270MHz、120MHz以及60MHz这3个DCM输出,如图4-70所示。
图4-70 XPower估计器的DCM配置界

小舍YZ 发表于 2017-7-1 11:02:46

最后需要配置的是DSP模块,本例只在a模块中使用了48个DSP模块,工作在270MHz,因此配置界面如图4-71所示。
图4-71 XPower估计器的DSP配置界面

小舍YZ 发表于 2017-7-1 11:03:50

配置完后,点击Graphic页面,可以看到功耗随设计的逻辑功能、电压、电压过程温度以及工作环境温度的变化曲线,如图4-72所示。可以看到,本设计的逻辑所占功耗非常高,而大量的BRAM和DSP的功耗相对比较低。因此在设计中,应尽量使用芯片内部的硬核组件以降低功耗。
图4-72 XPower估计器的图形化分析结果

小舍YZ 发表于 2017-7-1 11:04:17

完成上述过程后,返回到Summary页面,可以得到所有的功耗汇总结果,以及不同电压的电流大小,为系统的电源模块设计提供大致的参考范围,如图4-72所示。总的功耗为3.193W,1.2V核电压的工作电流大致为2.5A(1.941A+2.028A)。
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