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《fpga功耗及熱點(diǎn)分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切的法律責(zé)任。本人簽名：日期西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使
2、用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再攥寫的文章一律署名單位為西安電子科技大學(xué)。（保密的論文在解密后遵守此規(guī)定）本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名：日期導(dǎo)師簽名：日期摘要I摘要由于FPGA設(shè)計(jì)靈活、開發(fā)周期短、研發(fā)成本低等特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。但隨著FPGA內(nèi)部資源的不斷豐富、功能的不斷完善，F(xiàn)PGA所產(chǎn)生
3、的功耗越來越大。本文從FPGA器件的可靠性需求出發(fā)，研究FPGA功耗產(chǎn)生機(jī)理和熱傳導(dǎo)，建立適合系統(tǒng)級架構(gòu)的FPGA功耗模型和等效熱模型，并通過物理板級測試對模型進(jìn)行驗(yàn)證。首先依據(jù)功能將FPGA劃分為不同的功能模塊，通過功耗宏模型構(gòu)建方法建立屬于不同資源最小單元的功耗宏模型，在Saber軟件中運(yùn)用MAST語言進(jìn)行建模仿真，通過編寫Perl腳本提取資源使用率及信號跳變率，從而實(shí)現(xiàn)精確的功耗估算。然后在HotSpot軟件中繪制FPGA內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，通過修改HotSpot軟件的配置文檔，仿真獲得FPGA精確的溫度場分布，最終確定FPGA內(nèi)部的熱點(diǎn)分布情況，
4、對FPGA可能失效的部件進(jìn)行預(yù)估。模型由STM32功耗評估板進(jìn)行物理驗(yàn)證，通過ADC采用模塊采集串聯(lián)在FPGA電源回路的待測電阻的電流，計(jì)算得到FPGA搭載實(shí)際電路時(shí)所產(chǎn)生的功耗值。通過對多種不同電路測量結(jié)果的分析表明，F(xiàn)PGA功耗評估模型與物理測試結(jié)果的相對誤差在9%以內(nèi)，驗(yàn)證了FPGA功耗模型的正確性。關(guān)鍵詞：FPGA功耗建模熱點(diǎn)分析HotSpotIIFPGA功耗及熱點(diǎn)分析AbstractIIIAbstractWiththecharacteristicsofflexibility,shortdesigncycle,lowR&Dcostsandea
5、seofmaintenance,FPGAsareidealsolutionsinsomespecialapplicationareas.However,duetoincreasingofFPGAresourcesandimprovementofFPGAfunctions,powerconsumptionbecameacriticaldesignconstraint,andalsoFPGAreliabilityhasbecameagrowingproblem.Inthispaper,anarchitecturalFPGApowerandthermal(
6、FPT)modelispresentedtoestimatethepowerconsumptionandhotspotanalysisforFPGAs,andaphysicalpowertestboardisdesignedforFPGApowermeasurement.First,accordingtodifferentkindsoffunctions,FPGAisdividedintoseveraldifferentfunctionblocks.Macro-powerModelingisusedforbuildingmacro-power-mod
7、elforeachdifferentminimumresource.Meanwhile,itusesSabersoftwaretobuildthemacro-power-modelandsimulatethepowerconsumption,andusesPerlscripttocounttheresourceutilizationandswitchingactivity.Second,HotSpotisbasedonanequivalentcircuitwhichconsistsofthermalresistancesandcapacitances
8、thatcorrespondtoarchitecturalblocks.Aftermodifyingthef
