capacidades de administración de energía FPGA

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Al diseñar los ASIC, los ingenieros pueden utilizar un amplio conjunto de herramientas y enfoques de arquitectura y microarquitectura para la gestión del consumo de energía del chip:

  • Registros de retención: registros que tienen una línea eléctrica separada y almacenan datos mientras el circuito no está encendido
  • Separaciones de dominio de alimentación: permite la separación del circuito en distintos dominios de alimentación que pueden apagarse independientemente uno de otro
  • Separación del dominio del reloj: permite la separación del circuito en distintos dominios de reloj con frecuencias de reloj adaptadas para el rendimiento requerido y el consumo de energía.
  • Escala de voltaje dinámico: permite reducir la tensión de alimentación cuando el chip está en modo de "carga baja".
  • Escalado de frecuencia dinámica: permite la reducción de la frecuencia de reloj cuando el chip está en modo de "carga baja".
  • ajuste dinámico del reloj
  • Un poco más

Sé que hay FPGA con capacidad de sincronización de reloj, y recuerdo que leí una vez sobre FPGA que tiene registros de retención, pero ¿son estos los únicos?

Mi pregunta general es: ¿qué capacidades de administración de energía de HW están presentes en los FPGA actuales? No estoy buscando explicaciones de las técnicas (aunque las buenas referencias son bienvenidas), pero solo quiero estar actualizado con las últimas características de FPGA.

    
pregunta Vasiliy

1 respuesta

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Primero, permítame decir que el poder no es un punto fuerte de FPGA. Sin embargo, hay algunas cosas que se pueden hacer para dominar ese consumo de energía (algunos se superponen a lo que ha enumerado para asics, algunos son específicos del proveedor / modelo):

  • Separación del dominio del reloj (igual que en asics). Usa relojes más lentos siempre que puedas.
  • puerta del reloj. Esta es la forma tradicional de "deshabilitar" bloques de circuitos.
  • Separación en bancos. Los FPGA generalmente tienen múltiples bancos, y lo que puede apagar de manera segura varía según el proveedor y el modelo, pero puede tener fuentes de alimentación separadas para IO, transceptores de alta velocidad, entradas de reloj diferenciales, entre otros.
  • Velocidad de giro de salida programable y fuerzas de accionamiento.
  • Opción de apagado para ciertos bloques de hardware integrados (como bloques de memoria, bloques impresos, ciertos PLL, transceptores especializados, etc.).
  • Reconfiguración parcial, que puede reconfigurar parte de la FPGA (con otras partes de la misma en funcionamiento). Cuando ciertas funciones / módulos no son necesarios, podría "borrarlos" con una potencia mínima y reconfigurarlos más tarde, o incluso reconfigurar el FPGA con un diseño / perfil de menor potencia.

Hay información adicional sobre Altera Reduciendo el consumo de energía y Aumento del ancho de banda en FPGA de 28 nm

    
respondido por el apalopohapa

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