全面优化FPGA能耗：FPGA电源分析

　　能耗给设计带来的限制可能比任何一个其他因素都来的多。随着一个新的概念的不断发展，平衡新功能和能耗效率成为一个首要问题。

　　以此对大部分的功能做出限制是不可能的，所以能耗的管理就成为一个设计成功关键因素。

　　控制，并降低电子设计的能耗将使整个产品的开发流程受益。这样可以将一个不合适的产品改进以适应市场，但是这也需要在成本和制造上做出变化。举例来说，一个低能耗的设计使用更小的电源，更少的元件，和一个更小的外壳。这样可以减低设计的复杂程度，并最终降低产品的成本。

　　在此之外，一个拥有低能耗的设计会有一个更简单和低成本的热解决方案。减少热源，通过空气流动的来降低温度都对产品有很多的好处。对产品工作温度的有效控制也对产品的耐用性有很大的贡献。产品的工作温度直接影响性能和产品寿命，所以电源管理对于高性能产品来说就很重要。但是这一切只有在原型机的阶段才能实现。

　　让电子产品的设计符合电源要求需要各个方面配合。系统工程师，软件工程师，嵌入式工程师，和板级布线工程师都需要通盘考虑来达到目前对电源的要求。新技术和流程给工程师带来了新的挑战，而我们也要因此而做出改变。

　　新的困境

　　当产品尺寸在不断缩小，便携式产品到处都是的时候，电源管理就成为一个新的老问题。薄型电源电池，小尺寸外壳的复杂性，和对高性能的需求都对电源管理来说是一个很大的挑战。

　　而类似FPGA的可编程器件的加入则更增加了管理的复杂性。可编程器件正在重新定电源的能耗。和可以预测的传统的设备能耗相比，FPGA的能耗不能仅仅从简单的数据来推测。FPGA的能耗和内部的程序的尺寸和种类有很大的关系。

　　在嵌入式FPGA设备理管理电源的难度和设备本身一样的复杂。因为FPGA的能耗很大程度上取决于内部的程序，能耗仅可被可以计算嵌入式自身能耗的工具来预测。或者就是等到原型机的阶段，通过真实的电源消耗来计算，以此来修改设计以达到性能和能耗的平衡。但是这样的延迟计算使得传统的设计流程无法支持目前的需求。

　　不管怎样，FPGA提供许多了灵活的设计方式，并在性能上和ASIC拉近了差距，对现代的很多产品设计是很有吸引力的。但是能耗的不确定性和分析仍然是一个大问题。拉近看一下影响FPGA设备能耗的原因可以解释管理的复杂程度和预测的难度。