关于FPGA的功耗评估需要知道些什么
经常接到工程师的电话，问所选择的fpga或soc的功耗情况，有没有典型值。其实针对功耗设计，工程师可以在设计的各个阶段更加准确把握，以xilinx fpga为例：
1.项目设计初期
项目设计初期会选型，工程师根据资源、io、硬核、ip等选择对应型号的fpga。功耗部分xilinx提供了xpe表格（xilinx powerestimator），这个xpe支持zynq、目前也有各个系列的器件列表，包括最新的ultrascale + 。
图1.xpe的表格界面
这是比较容易使用的表格、图形化，包括器件、散热条件、pcb层数、主要ip和硬核资源的占用情况。当然再设计的初期，工程师是很难精确把握资源占用率的。硬核和ip的占用情况比较好评估，比如是否使用ddr的mig等。
2. 当完成设计的工程版本后，ise和vivado都支持比较准确的功耗评估工具。ise对应的xpa小插件，在完成布局布线的bit文件后打开xilinx xpoweranalyzer ，能够看到detail的资源报告，注意修改环境参数，需要更新power结果。
图2.xpa的界面
相比ise，vivado 的report power更加准确，可以设置更多的环境条件。
图3.vivado power setting
vivado中针对power的图形化分类更加准确和详细，动态功耗、静态功耗都有清晰描述。这也是工程师降低功耗的优化方向。
图4.vivado report power 结果
3. 上板调试阶段
在完成工程后，很多工程师都希望实测fpga的功耗；但实际上fpga分为vccint、vcco、vccaux等电压，pcb板子上有很多器件，如dsp、adc、memory等。比较难估算和测试单独fpga的功耗。可以通过fpga jtag加载前后电流变化对比动态功耗的增加情况。
降低和评估功耗是fpga硬件设计的工作之一，在设计初期的预估功耗、设计后期的降低功耗都是fpga工程师的设计挑战和难点。这也是产品量产的关键因素之一，因为功耗影响产品的稳定性、可靠性和结构设计等。
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2. 当完成设计的工程版本后，ise和vivado都支持比较准确的功耗评估工具。ise对应的xpa小插件，在完成布局布线的bit文件后打开xilinx xpoweranalyzer ，能够看到detail的资源报告，注意修改环境参数，需要更新power结果。
图2.xpa的界面
相比ise，vivado 的report power更加准确，可以设置更多的环境条件。
图3.vivado power setting
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3. 上板调试阶段
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降低和评估功耗是fpga硬件设计的工作之一，在设计初期的预估功耗、设计后期的降低功耗都是fpga工程师的设计挑战和难点。这也是产品量产的关键因素之一，因为功耗影响产品的稳定性、可靠性和结构设计等。
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