(1/2)今回は消費電力見積もりツールの使用方法とAdvisor機能を用いた「FPGAの低消費電力テクニック」について詳しく解説する。II」のAdvisor機能によるタイミング改善の設定項目について紹介しました。今回は“FPGAを取り巻く消費電力の状況”と“より低消費電力にするテクニック”について解説します。新たなFPGAデバイスが登場すると「○○機能が新たに拡張された!」や「性能が○○%もアップする!」などの“機能の拡張”と“性能の向上”ばかりがクローズアップされがちです。実際の開発現場では「これらの新しいデバイスを使い、従来よりも小さなスペースで、より少ない消費電力で実現しなければならない」「特定の条件下で満足のいく消費電力にしなければならない」といった使命を受け、“消費電力”を重視している設計者さんが多いのも事実です。FPGAを提供しています。それぞれの特徴は以下のとおりです。CPLDポータブル機器の需要を背景に、29μAのスタンバイ電流を可能にしたCPLDです。単一電源で動作し、ホット・ソケット機能もサポートしているため、電源構成を簡素化できます。BGA)パッケージもラインアップされています。FPGAFPGAを含めた半導体は、プロセスに対する消費電力の対策を講じない場合においては、スタティック消費電力が大幅に増加する可能性があります。IIIではTSMCの低消費電力65nmプロセスをベースに作成され、Low-K低誘電体、複数のチャネル長および酸化膜、複数のトランジスタ・スレッショルド電圧の使用などが採用されています。詳細はこちらをご覧ください。IIIは、65nmプロセスをベースにユーザーが消費電力(特にダイナミック消費電力)を制御できる2つの機能「ユーザー選択可能なコア電圧」と「プログラマブル・パワー・テクノロジ」を持っています。消費電力の計算方法では、消費電力をどのように求めればよいのでしょうか?消費電力は、ダイナミック消費電力スタティック消費電力の2つに大きく分けることができます。ダイナミック消費電力は、これら3種類の変数を用いて以下の式で求められます(式1)。式1一方、スタティック消費電力とは、FPGAでプログラムされているがクロックで動作していないときに消費する電力のことで、デバイス内のトランジスタがリークする電流によって発生する電力です。このリーク電流は接合温度によっても変化します。IIIのみ)や動作周波数で変化します。そのため、FPGAで消費電力を考える場合は“事前の見積もり”が非常に重要になります。Analyzer」の2つのツールを提供しています。それぞれの概要は以下のとおりです(図1)。アルテラが提供している消費電力見積もりツール消費電力見積もりツールは、デザインの特性が分かる情報が多いほど、見積もりの精度が向上します。そのため、デザインの設計段階において消費電力見積もりツールを使い分けることがポイントとなります。EstimatorEPEは、Excelシートを用いて消費電力を計算する方法です。デバイスごとのEPEについては、以下のURLからダウンロードできます。IIIのEPEを見てみましょう(図2)。前述のとおり、EPEはExcelのワークシートです。Current(A)”)が瞬時に分かります。筆者の場合、ある容量のデバイス、例えば「EP3SE50」に対して「使用率何%のとき、消費電力は○○W」などと事前に見積もりをして、お客さまに提示しています。IIでEPE用のファイルを出力できます。EPEの詳しい使い方は、こちらを参照してください。IIは与えられた条件により、配置配線後の消費電力の詳細結果をレポートすることができます。IIで消費電力を求めることができます。Analyzer]から起動します(図3)。Analyzerの結果が表示されます(図4)。図4の項目については、以下を参考にしてください。以上が、消費電力見積もりツールの紹介です。続いて、次ページではAdvisor機能を使った低消費電力テクニックについて紹介します。SNSfacebooktwitterITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。