xilinx vivado的FPGA功耗与温度测算

2016-05-09 22:54 阅读 743 次 评论 0 条

在xilinx的FPGA/zynq开发工具vivado中,在Implement后,可以看到所有器件的资源与估计的功耗,并且还提示预计结温(Junction Temperature),如下图所示。

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那么什么是结温呢?

结温(junction temperature)是处于电子设备中实际半导体芯片(晶圆、裸片)的最高温度。它通常高于外壳温度和器件表面温度。结温可以衡量从半导体晶圆到封装器件外壳间的散热所需时间以及热阻。

最高结温会在器件的datasheet数据表中给出,可以用来计算在给定功耗下器件外壳至环境的热阻。这可以用来选定合适的散热装置。如果器件工作温度超过最高结温,器件中的晶体管就可能会被破坏,器件也随即失效,所以应采取各种途径降低工作温度或是让结温产生的热量尽快散发至环境中。

结温为:热阻×输入电力+环境温度,因此如果提高接合温度的最大额定值,即使环境温度非常高,也能正常工作。

什么Thermal Margin呢?

没有专业的翻译,指处理器安全工作的温度范围,超过处理的Thermal Margin将产生过热,将使处理器损害,或者损害其他器件。

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还给出了测算的可信度(confidence level),如下图所示,如果需要增加可行度,尽量将代码编写完整。

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PS:可以借助以前以前生成的vivado工程,评估实际板卡上运行的功耗与预估的差异,从而可以更情况的预估功耗。

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