基于FPGA环形振荡器的芯片温度分布的测量优化及应用

摘要

本文提出了一种基于环形振荡器的智能温度传感网络,动态测量FPGA瞬态温度分布的方法,利用模糊聚类算法对温度传感器的分布进行智能优化并将这种方法应用于测量其他多种芯片的温度分布.该温度传感网络采用环形振荡器作为感测温度的方式,利用环形振荡器的输出频率与温度的线性关系实现芯片温度的实时测量.基于模糊聚类算法建立智能传感网络分辨率与传感器聚类水平之间的关系,实现传感网络布局的动态优化与重构.通过外部被测芯片与内嵌温度传感网络的FPGA系统的热接触获得该被测芯片的温度分布图.当测量温度在20°C-90°C范围内测量误差小于2.1°C,在保持测量分辨率为1°C的前提下模糊聚类算法可以节约37.5％的资源.