Energieverbrauch in FPGAs

摘要

Der Gesamtenergieverbrauch eines FPGA ergibt sich aus den drei Betriebsphasen Startup, dynamischer Betrieb und statischer Betrieb. Beim Hochfahren wird der Energieverbrauch im Wesentlichen durch die Konfiguration bestimmt, bei der die Routing- und LUT-Konfigurationen aus dem Speicher in den FPGA-Baustein geladen werden. Bei SRAM-FPGAs können dort Ströme in der Größenordnung von mehreren 100 mA fließen - und das für mehrere hundert ms. Gerade bei batteriebetriebenen Anwendungen, wo die Lebensdauer der Batterie durch gleichmäßige Lasten verlängert werden kann, stellen diese hohen Eingangsbelastungen ein Problem dar.rnDas iCE-FPGA benötigt beim Hochfahren maximal 1,2 mA, da die Konfiguration in einem nichtflüchtigen On-Chip-Speicher abgelegt ist. Die statische Leistungsaufnahme wird primär durch Leckströme der Transistoren verursacht, die selbst dann auftreten, wenn diese gar nicht schalten. Die Leckströme steigen mit kleineren Prozessgeometrien und höheren Transistorzahlen pro Baustein.