СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-4

щих минимизировать энергопотреб ление в разрабатываемом проекте за счёт оптимизации схемы синтезиру емого устройства на ПЛИС, размеще ния его элементов и маршрутизации соединений, исходя из величины потребляемой мощности. Статичес кая и динамическая составляющие мощности моделируются отдельно с использованием инструментов ана лиза мощности в PowerPlay power analyzer. При этом имеется возмож ность оценить энергопотребление на всех этапах проектирования и вы дать рекомендации по снижению энергопотребления в конкретном проекте. Следует отметить, что известные средства анализа потребляемой мощности проектируемыми устрой ствами обычно рассматривают мо дель одного типа для каждой элек тронной цепи с сосредоточенными нагрузками емкостного характе ра. В инструментах PowerPlay фир мой Altera применён другой подход, основанный на использовании двух типов динамических моделей элек тропитания – электронной и эмпи рической. Рассмотрим процесс моделирова ния на основе электронных динами ческих моделей электропитания с помощью PowerPlay рower аnalyzer. В качестве примера воспользуемся субблоками адаптивного логическо го модуля (ALM) ПЛИС серии Stratix или логического элемента (LE) ПЛИС серии Cyclone. Создание моделей, поддерживающих все конфигурации проектируемых блоков, слишком за тратно, поэтому каждый блок, поддер живающий небольшое число конфи гураций, разбивается на субблоки. В результате полная и в то же время де тальная модель энергопотребления устройства разрабатывается на осно ве моделирования конфигурации, образованной сетью субблоков. Ути лита PowerPlay рower аnalyzer допол нительно учитывает внутренние пе реходы каждого субблока и в ходе мо делирования точно предсказывает ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2011 1 1 1 CLK Q Q D Рис. 7. Внутренние соединения и состояния схемы регистра А = 0 0 В = 0 0 0 0 1 Рис. 8. Внутреннее переключение логических элементов «И» в схеме мультиплексора Энергия E = CV 2 от источника питания Изменение состояния по входу «1» «0» 1/2 CV 2 рассеиваемая мощность 1/2 CV 2 энергия заряда конденсатора E = 0 Изменение состояния по входу «0» «1» 1/2 CV 2 рассеиваемая мощность Разряд конденсатора Рис. 9. Мощности, потребляемые инвертором Рис. 5. Главное окно утилиты PowerPlay power analyzer в пакете программ Quartus II Рис. 6. Представление отчёта в программе PowerPlay power analyzer Тепловой анализ Электропитание Тепловая мощность Входной параметр Рис. 4. Главный лист таблицы в программе PowerPlay early power estimators © СТА-ПРЕСС