FPGA——静态功耗
发表:2023-08-29 11:48:36 阅读:98

  简介

  虽然静态电流与动态电流相比可以忽略不计,然而对电池供电的手持设备就显得十分重要,在设备通电而不工作时更是如此。静态电流的因素众多,包括处于没有完全关断或接通的状态下的I/O以及内部晶体管的工作电流、内部连线的电阻、输入与三态电驱动器的上拉或下拉电阻。在易失性技术中,保持编程信息也需一定的静态功率。抗熔断是一种非易失性技术,因此信息存储不消耗静态电流。

  功耗的方法

  ·驱动输入应有充分的电压电平,因而所有晶体管都是完全通导或关闭的。

  ·由于I/O线上的上拉或下拉电阻要消耗一定的电流,因此尽量避免使用这些电阻。

  ·少用驱动电阻或双极晶体管,这些器件需维持一个恒定电流,从而增加了静态电流。

  ·将时钟引脚按参数表推荐条件连接至低电平。悬空的时钟输入会大大增加静态电流。

  ·在将设计划分为多个器件时,减少器件间I/O的使用。

  eX器件LP方式引脚的使用

  Actel的EX系列设计了特殊的低功率“休眠”模式。在该引脚驱动至高电平800ns后,器件进入极低功率待机模式,待机电流小于100μA。在低功率模式下,所有I/O(除时钟输入外)都处于三态,而内核全部断电。由于内核被断电,触发器中存储的信息会丢失,在进入工作模式(在引脚驱动至低平200ms后)时,用户需再次对器件初始化。同样,用户也应关闭所有通过CLKA、CLKB以及HCLK输入的时钟。然而这些时钟并不处于三态,时钟就可进入器件,从而增加功耗,因此在低功率模式下,时钟输入必须处于逻辑0或逻辑1。

  有时用户很难阻止时钟进入器件。在此场合,用户可使用与CLKA或CLKA相邻的正常输入引脚并在设计中加进CLKINT。这样,时钟将通过靠近时钟引脚的正常输入进入器件,再通过CLKINT向器件提供时钟资源。

  采用这种输入电路后,由于常规I/O是三态的,因此用户不必担心时钟进入器件。当然,增加一级门电路会产生0.6ns的较大时钟延时,幸好这在多数低功率设计中是可以接受的。注意应将与CLKINT缓冲器相关的CLKA或CLKB引脚接地。

  此外还要注意,CLKINT只可用作连线时钟,HCLK并不具备将内部走线网连接到HCLK的能力,因而HCLK资源不能被常规输入驱动。换句话说,如果使用LP引脚就不能使用HCLK;使用HCLK时就应在外部截断时钟信号。