功耗分析与优化常见问题解答

有关面向 英特尔 Quartus Prime 软件的英特尔 PowerPlay 功耗分析和优化工具的常见问题 （FAQ）。

常见问题解答

常见问题解答

对于 英特尔® Stratix® 10、Intel Agilex® 7 FPGAs 和更新的家族，英特尔功耗分析技术采用了功耗和散热计算器 （PTC） 工具，并在 英特尔® Quartus® Prime 软件中使用了功耗分析器工具。您可以从 FPGA 软件下载中心 下载 PTC 工具，方法是选择最新版本的 英特尔 Quartus Prime 专业版软件并导航到其他软件选项卡。

对于英特尔® Arria® 10 及更早的部件，英特尔的功耗分析技术在 英特尔® Quartus® Prime 软件中采用了基于 Excel 的早期功耗估算器 （EPE） 和功耗分析器工具。您可以从英特尔网站上下载特定设备产品家族的 EPE。

功耗分析器嵌入在英特尔 Quartus Prime 软件中。

这些功耗分析工具让您能够估计从早期设计概念到设计执行阶段的功耗。

对于 英特尔® Stratix® 10、Intel Agilex® 7 FPGAs 及更新系列，请在创建设计之前或设计过程中使用 PTC 估算设计的功耗使用率。您可对您的设计执行初步散热分析，并制定功耗管理计划。

对于 英特尔® Arria® 10 及更早系列，请在创建设计之前或设计流程期间使用 EPE 估算设计的功耗使用率。您可对您的设计执行初步散热分析，并制定功耗管理计划。

在设计完成后，使用功耗分析器工具获取准确的功耗估算数据，确保设计符合散热和供电预算要求。

该功耗分析器提供了指定信号活动的灵活框架。这反映了在功耗分析中使用表示信号活动数据的重要性。使用以下数据源提供信号活动信息：

  • 模拟结果
  • 用户输入的节点、实体和时钟分配
  • 用户输入的默认跳变率分配
  • 无矢量估算

功耗分析器还支持您逐一混合与匹配每个信号的活动数据源。

功耗估算的准确性取决于设计阶段。在设计进行中或概念阶段，使用 PTC 或 EPE（如适用）获取初步功耗估算。对于完成的设计，功耗分析器通过模拟得出的功耗估算数据相比早期功耗估算数据更为准确。

对于 英特尔® Stratix® 10、Agilex 和更新版本，功耗模型的精度是根据 英特尔 Quartus Prime 功耗分析器的每个电源轨确定的。

对于大多数 10 设计，英特尔 Quartus Prime 功耗分析器英特尔® Stratix®采用最终功耗模型，则精度如下：假设输入准确且逻辑翻转率较高，大多数电源轨的功耗在芯片的 10% 以内。

对于大多数英特尔 Agilex设计，假设最终功耗模型，英特尔 Quartus Prime 功耗分析器具有以下精度：假设输入准确且逻辑翻转率在所有电源轨的芯片 10% 以内。

对于 英特尔® Arria® 10 及之前的版本，只要提供的输入矢量能代表典型的设计操作，功耗分析工具可以准确获取设备的实际功耗（误差 ±20%）。假设输入的跳变率非常理想，则早期功率估算器的结果精度通常在功耗分析器估算值的 ±20% 范围内。

是的。基于模拟的功耗分析器更准确，因为它使用设计详细信息（如路由、放置和模拟结果）来提高准确性。

信号活动和静态概率信息可通过 EDA 模拟器生成的 Value Change Dump 文件 （.vcd） 获取。

请参阅 2.3.2.1 章。在 英特尔® Quartus® Prime 专业版用户指南：功耗分析和优化的功耗分析中使用模拟信号活动数据，了解有关如何生成 .vcd 文件的信息。

英特尔 Quartus Prime 软件提供了功耗驱动型的编译方式，以完全优化设备功耗。功耗驱动型编译主要使用功耗驱动型合成与功耗驱动型布局布线来降低设计的总功耗。

有关不同功耗优化技术的更多信息，请参阅 英特尔® Quartus® Prime 专业版用户指南：功耗分析和优化

可编程电源技术支持您对 Stratix® III 和 Stratix IV FPGA 的核心逻辑进行编程，以实现高速度或低功耗（取决于设计要求）。可编程电源技术可帮助 Stratix III 和 Stratix IV FPGA 提供最低功耗和最高性能。

例如，将 Stratix IV FPGA 核心中的 NMOS 晶体管设置为：

  • 低功耗模式，则英特尔 Quartus Prime 软件将降低反向偏置电压（增大其负值），从而使晶体管更难以导通。这减少了泄漏电流并节省了功率。
  • 高性能模式，则 Quartus Prime 软件增大反向偏置电压（减小其负值），使得在几个时序关键通路上的晶体管更容易导通，以满足设计中规定的时间限制要求，实现最佳性能。

英特尔 Quartus Prime 软件可根据设计规定的时间限制，自动控制哪个逻辑在高速模式下运行、哪个逻辑在低功耗模式下运行。

有关可编程电源技术的更多信息，请参阅 40 纳米功耗管理和优势 白皮书。

请参阅 早期功耗估算器用户指南 中的“报告工作表”部分

有关每个设备密度和封装组合的功耗估算，请访问 PTC/EPE 的“Report”选项卡。使用“maximum”功耗特征查看最差情况的静态或备用电源规范。

仍有疑问？


获取最常见的设计问题的答案。

搜索知识库