AMD -Xilinx FPGA功耗優化設計簡介

關于FPGA的功耗優化，筆者曾經在一個項目上做過深入的比對實踐。近期在Xilinx官網搜到這篇文章，有種醍醐灌頂、相見恨晚的感覺。這篇文章的原創應該是來自科通的FAE技術分享集，值得大家好好研讀一番。

AMD -Xilinx FPGA功耗優化設計簡介

重要的事情說三遍，文章里面說一遍，筆者接下來將會結合自身的設計經驗和體會再說一遍，讀后也請大家默默回味一遍。若能牢記在心，相信這些要點將來一定能夠成為指導大家設計的一些基本原則。

● 仔細檢查一下設計中的PLL，是不是可以把兩個PLL整合為一個；或者是否可以對時鐘頻率做一些“整合”，盡量減少時鐘頻率數量，從而省去一個PLL。如果可以，恭喜你，你將收獲的是幾十mW的功耗降低，這個數值很可能是整個功耗優化項目中的top1。

● 盡可能降低FPGA資源的使用，這句話只能在優化功耗的時候說，因為從整個設計角度看，“速度”和“資源”有時是蹺蹺板的兩端，必須在它們之間做出權衡?；蛘邠Q句話說，在滿足“速度”性能要求的情況下，盡可能減少“資源”的消耗。一種看似行之有效的方法，就是在產品應用允許的情況下，讓FPGA器件的加載者在多個不同的比特流之間切換，這樣就能做到在單獨運行某個功能時，其它功能不會白白消耗任何的靜態功耗。這也可能會帶來一點麻煩，需要設計者為一個設計維護多個工程，并且最重要的是，產品應用以及存在一個合適的FPGA加載者支持這么干。

● 接著上面的點，如果要在片內存儲器和邏輯資源之間做選擇，盡量減少片內存儲器的使用，原因很簡單，片內存儲器相比邏輯資源更耗電。

● 使用門控時鐘或片選信號（存儲器的CE信號），在非運行時間關閉時鐘或邏輯（存儲器），從而降低不必要的動態功耗。

FPGA內部的功耗優化，其實就如同水龍頭，要么減少開啟時間，要么盡可能調小流量。很多時候很難像去掉一個PLL那樣有立竿見影的效果，大多數的優化嘗試可能收獲的都是杯水車薪，但是積少成多，一點一滴也可能省出一個可觀的百分比。有很多細節的優化，也并不是筆者可以一一娓娓道來的，只有工程師結合自身具體的工程應用，耐心細致的進行不斷嘗試和比對測試，才可以做到設計功耗的最優化。