XPower 概述

發(fā)布時(shí)間:2008/9/11 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):988

　　cmos器件的功耗包括靜態(tài)（直流dc）功耗和動(dòng)態(tài)（ac開(kāi)關(guān)）功耗。通常cmos器件的靜態(tài)功耗都比較低，而且該參數(shù)也比較好測(cè)量，因?yàn)槠涔闹饕獊?lái)源于cmos電路開(kāi)關(guān)效應(yīng)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)功率損耗。xpower計(jì)算功耗時(shí),為每個(gè)時(shí)序部件（lut、ff、bram及dll等）及布線建立一個(gè)電容模型，然后根據(jù)用戶(hù)設(shè)置的時(shí)鐘和輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)頻率、同步元件的開(kāi)關(guān)效應(yīng)、特定器件的電容、靜態(tài)功耗和其他數(shù)據(jù)估算fpga的功耗。準(zhǔn)確估算功率的關(guān)鍵是獲得準(zhǔn)確的信號(hào)翻轉(zhuǎn)率數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)布局布線后，xpower工具將各個(gè)部件的功耗及網(wǎng)線的傳輸功耗求和作為fpga的總功耗，每個(gè)器件的功耗可以表示為：

式中，p為功耗，單位為mw；c為電容量，單位為f；v為工作電壓，單位為v；e為開(kāi)關(guān)效應(yīng)（或稱(chēng)“開(kāi)關(guān)的翻轉(zhuǎn)率”，即每個(gè)時(shí)鐘周期的平均信號(hào)變化次數(shù)）；f為頻率，單位為hz。電容量取決于用戶(hù)的設(shè)計(jì)，在選定器件及完成布局布線之后，分布電容也隨之確定。e×f是特定部件的總翻轉(zhuǎn)次數(shù)，開(kāi)關(guān)效應(yīng)參數(shù)可以通過(guò)仿真文件vcd得到或在xpower的gui界面中輸入。

　　信號(hào)的翻轉(zhuǎn)率是指在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)信號(hào)發(fā)生一次跳變的概率，如果一個(gè)信號(hào)在每個(gè)時(shí)鐘周期都發(fā)生一次跳變，那么信號(hào)的翻轉(zhuǎn)率為100％。該信號(hào)的輸出頻率應(yīng)為時(shí)鐘頻率的一半，即100％的翻轉(zhuǎn)率對(duì)應(yīng)1／2的時(shí)鐘頻率。正確地輸入信號(hào)的工作頻率和翻轉(zhuǎn)率（效應(yīng)），對(duì)功耗的估算非常重要。

　　xpower的輸入文件包括ncd（fpga器件）和cxt（cpld器件）設(shè)計(jì)文件、pcf物理約束文件、仿真工具生成的vcd（value change dump）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件及xml設(shè)置文件。其中vcd文件在使用modelsim進(jìn)行時(shí)序仿真時(shí)產(chǎn)生，它提供了所有網(wǎng)線的翻轉(zhuǎn)率情況。用這個(gè)文件進(jìn)行功率分析，可以得到更接近于實(shí)際情況的結(jié)果：xml為用戶(hù)設(shè)置文件，用于保存xpower設(shè)置（如工作電壓、結(jié)溫及翻轉(zhuǎn)率等），在下次打開(kāi)同一設(shè)計(jì)時(shí)不必重復(fù)這些設(shè)置。xpower的主要輸出文件為功耗分析報(bào)告文件pwr。

　　xpower的設(shè)計(jì)流程為首先打開(kāi)設(shè)計(jì)的ncd文件，然后自動(dòng)讀入設(shè)計(jì)的pcf文件�？梢赃x擇是否需要調(diào)入vcd和xml文件，并設(shè)置工作頻率、工作電壓、環(huán)境溫度、輸入信號(hào)的頻率、輸出負(fù)載電容、驅(qū)動(dòng)電流，以及內(nèi)部信號(hào)的翻轉(zhuǎn)率等參數(shù)。設(shè)置后xpower將完成功耗分析｀并生成fpga功耗分析報(bào)告pwr。
　　
　　歡迎轉(zhuǎn)載,信息來(lái)自維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)（www.dzsc.com）

　　xpower的設(shè)計(jì)流程為首先打開(kāi)設(shè)計(jì)的ncd文件，然后自動(dòng)讀入設(shè)計(jì)的pcf文件。可以選擇是否需要調(diào)入vcd和xml文件，并設(shè)置工作頻率、工作電壓、環(huán)境溫度、輸入信號(hào)的頻率、輸出負(fù)載電容、驅(qū)動(dòng)電流，以及內(nèi)部信號(hào)的翻轉(zhuǎn)率等參數(shù)。設(shè)置后xpower將完成功耗分析｀并生成fpga功耗分析報(bào)告pwr。
　　
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