功耗分析和優化常見問題

關於 Intel Quartus Prime 軟體的 Intel PowerPlay 功耗分析和優化工具的常見問題 （FAQ）。

常見問題集 (FAQ)

常見問題集

對於 Intel® Stratix® 10、Intel Agilex® 7 FPGAs和更新系列，Intel 電源分析技術具有電源和散熱計算機 （PTC） 工具，以及 Intel® Quartus® Prime 軟體中的功率分析器工具。您可以從 FPGA軟體下載中心 下載 PTC 工具，方法是選擇最新版本的 Intel Quartus Prime Pro 軟體並導航到「其他軟體」選項卡。

對於 Intel® Arria® 10 及先前版本的零件，Intel 的功耗分析技術在 Intel® Quartus® Prime 軟體中使用基於 Excel 的早期功耗估算器 （EPE） 和功率分析器工具。您可以從 Intel 網站下載特定裝置系列的 EPE。

功率分析器內嵌了 Intel Quartus Prime 軟體。

這些功耗分析工具使您能夠估算從早期設計概念到設計實施的功耗。

對於 Intel® Stratix® 10、Intel Agilex® 7 FPGAs和更新系列，請使用 PTC 在創建設計之前或在設計過程中估算設計的功耗。您可以對設計執行初步熱分析並規劃電源管理。

對於 Intel® Arria® 10 及更早系列，請使用 EPE 在創建設計之前或在設計過程中估算設計的功耗。您可以對設計執行初步熱分析並規劃電源管理。

設計完成後，使用功率分析器工具獲得準確的功率估算，確保不違反散熱和功率預算。

功率分析器為指定訊號活動提供了靈活的架構。這反映了在功率分析過程中使用代表性信號活動資料的重要性。使用以下來源提供有關信號活動的資訊：

  • 模擬結果
  • 使用者輸入的節點、實體和時鐘分配
  • 使用者輸入的預設切換速率分配
  • 無向量估計

功率分析器還允許您逐個信號地混合和匹配信號活動資料源。

功率估算的精度取決於設計階段。對於部分完成或處於概念階段的設計，請使用 PTC 或 EPE（如適用）來獲取初始功耗估算。對於已完成的設計，與早期的功耗估算相比，功率分析器產生的基於模擬的功耗估算可提供準確的功耗估算。

對於 Intel® Stratix® 10、Agilex 及更新版本，功率模型的準確性是根據 Intel Quartus Prime 電源分析儀的每個電源軌確定的。

對於 10 Intel® Stratix®大多數設計，假設最終功率模型，Intel Quartus Prime 功率分析器具有以下精度：假設輸入和切換速率準確，大多數功率較高的電軌在矽的 10% 以內。

對於大多數Intel Agilex設計，假設最終功率模型，Intel Quartus Prime 電源分析器具有以下精度：假設輸入和切換速率精確，則所有電軌的矽電量在矽片的 10% 以內。

對於 Intel® Arria® 10 及更早版本，電源分析器工具準確（在 ±20% 以內）實際設備功耗，前提是提供的輸入向量代表典型設計操作。假設輸入完美的切換速率，早期功率估算器結果的準確性通常在功率分析器估計值的 ±20% 以內。

是的。基於模擬的功率分析器更準確，因為它使用佈線、放置和模擬結果等設計細節來提高精度。

信號活動和靜態概率資訊可能來自 EDA 模擬器生成的值變化轉儲檔（.vcd）。

請參閱 第 2.3.2.1 章。在 Intel® Quartus® Prime Pro Edition 的功率分析中使用模擬信號活動資料 使用者指南：功率分析和優化，瞭解如何生成 .vcd 檔。

Intel Quartus Prime 軟體提供功率驅動編譯，以全面優化裝置功耗。功率驅動編譯側重于使用功率驅動綜合和功率驅動佈局佈線來降低設計的總功耗。

有關不同功耗優化技術的更多資訊，請參閱 Intel® Quartus® Prime Pro Edition 使用者指南：功耗分析和優化

可程式設計電源技術允許您根據設計要求，在 Stratix® III 和 Stratix® IV FPGAs中對核心邏輯進行程式設計，以實現高速或低功耗。可程式設計功率技術使Stratix III 和 Stratix IV FPGAs能夠提供最低的功耗和最高的性能。

例如，若要在 Stratix IV 的核心中設置 NMOS 電晶體，FPGAs：

  • 在低功耗模式下，Intel Quartus Prime 軟體降低了反向偏置電壓（使其更負），這使得電晶體更難開啟。這樣可以降低漏電流並節省功耗。
  • 在高效能模式下，Intel Quartus Prime 軟體可增加反向偏置電壓（使其負值更小），這使得電晶體在少數時序關鍵路徑中更容易開啟，從而説明滿足設計的指定時序約束並提供最大效能。

Intel Quartus Prime 軟體根據為設計指定的時序約束，自動控制哪些邏輯在高速模式下運行，哪些邏輯在低功耗模式下運行。

有關可程式設計電源技術的更多資訊，請參閱 40 nm 電源管理和優勢 白皮書。

請參閱《早期功率估算器使用者指南》中的「報告工作表」部分

PTC/EPE 的「報告」標籤會列出每種裝置密度和封裝組合的電源估算值。使用「最大」功率特性查看最壞情況下的靜態或待機功率規格。

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