fpga功耗早期评估模型研究与实现

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1、Ｉ＊＾密级：公巧作６０＾．争３’＾ｉ雨ｆ？旅ｎ．条＇齡可Ｉ非她Ｊ－－ｂ写－秦東勒大令警工程硕±学位论文ＦＰＧＡ功耗早期评估模型研究与实现（学位论文形式：应用研究）：徐凯研究生姓名导师姓名：杨军教巧虔建立高工中请呼位类別工程硕±巧仿巧丫，中仿东南大学Ｉ；粘领域名称集成电路工程论义巧辩ｙ期２０１６年６月２３日，研究方向系统巧片与巧入式系统学位授ｆｙ期２０１６年月日答辩蚕员会书席李巧単闊人李巧巧评吴建巧２０１６年

2、６月２３日表兩大？聲工程硕ｉ学位论文ＦＰＧＡ功耗早期评估模型研究与实现专业名称；集成电路工涯研究生姓名：徐§１导师姓名；杨军教授度建立高工二零一六年六月ＴＨＥＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＥＡＲＬＹＰＯＷＥＲＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮＭＯＤＥＬＯＦＦＰＧＡＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥ

3、ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＸｕＫａｉＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆ．ＹＡＮＧＪｕｎａｎｄＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＹＵＪｉａｎｌｉＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｔｅｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１６东南大学学位论文独幼性巧明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为

4、获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研巧生签名＾＾＾；狼日期；东南大学学位论文使用授枚巧明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密巧内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅■可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中（包括ＫＪＩ电）授权

5、东南大、英文摘要等部分内容。论文的公布子信息形式刊登学研究生院办理。杉片名＾、－研巧生签名：＾＾导师答名：寸嫂日期；摘要摘要现场可编程口阵列（ＦＰＧＡ）由于其设计成本低、可重复编程等化点被广泛应用。随着工艺进入纳米尺寸，ＦＰＧＡ集成度越来越高，导致设计的功耗问题更加突出。商用ＦＰＧＡ功耗评估工具包括Ｘｐｏｗｅｒ和ＥＰＥ，其中Ｘｐｏｗｅｒ在布局布线后进行功耗评估，结果精确；ＥＰＥ在设计早期评估功耗，精度不高，也。其他的功耗评估研究工作在设计不同层次进行存在精度不窩的问题。本文

6、对ＦＰＧＡ功耗早期评估进行了建模与实现。在介绍了ＦＰＧＡ架构和功耗来源的基础上，考虑到商用ＦＰＧＡ电路结构的复杂性，本文在电路综合完成后对ＦＰＧＡ功耗进行评估．将ＦＰＧＡ功耗分为可编程逻辑资源和时钟／互连资源功耗，并分别对两部分功耗进行建模。对于可编程埋辑资源，建立了基于开关活动性和资源使用数的动态宏单元功耗模型。其中设计了基于ＡＲＭＡ信号的随机激励产生器－并使用基于概率传递的方法评估电路开关活动性，通过编写ｐｅｒｌ脚本解析网表获取资源使用数，，。对于时钟／互连部分在分析单条互连功耗随模

7、块间距离线性増加的基础上建立了基于面一积估算的开关级功耗模型，。其中为了抽取不同类型互连的等效电容本文采用种基于差值和非线性巧合的方法。此外－，为了验证功耗模型的正确性，本文搭建了仿巧验证平台，对Ｖｉｒｔｅｘ６ＸＣ６ＶＬＸ７６０巧片进行功耗评估，。该平台读入综合后的网表文件和激励信号计算电路节点开关活动性和资源使用数。对ＭＣＮＣ的２０个基准电路分别采用本文模型与Ｘｐｏｗｅｒ软件的结果进行对比，表明上述模型的最小误差为３．６２％，最大误差为４５．３％，平均误差为２２．８％。与同类文献对比

8、实验结果显示，在抽象层次相同的情况下本文模型精度比同类文献髙１５％，表明本文功耗模型能够精确的评估功耗。ＦＰＧＡ关键词．可，互，，网：编程逻辑资源连非线性拟合表ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＦｉｅｌｄｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅａｔｅ（ＦＰＧＡ）ｈｂｅｉｄｌｉｔｈｅＩＣｉｓｔｒｉｉｔｄｖａｎｔａａｒｒａａｓｅｎｗｅｓｅｄｎｎｄｕｓｎｃｅｓａｅｐｙｕ