现代FPGA设计的能源优化方案

速度和低功耗特性。可以用不同电源电压、不同阈值或通过若干其他设计权衡条件来实现这些区。要避免性能下降，设计工具必须将设计的时序关键型器件映像成高速度区，而将非关键型器件映射成低功耗区。

4.5 低摆幅信令

随着FPGA容量增加，片上可编程互连的功耗越来越大。减少这种通信功耗的一种有效方法是使用低摆幅信令，其中导线上的电压摆幅比电源电压摆幅低得多。现今，低摆幅信令常见于在高电容性导线（如总线或片外链接）上进行通信的情况。低摆幅驱动器和接收器比CMOS 缓冲器更复杂，所以占用更多芯片面积。但是，随着片上互连逐渐成为总体功耗的较大组成部分，低摆幅信令的功耗优势将证明增加设计复杂性是值得的。当然，FPGA用户不会看到内部信号电压的差异。

图3所示为具有上述某些概念的FPGA架构，其可编程异构架构由高速度和低功耗两个区组成。一个片上功耗模式控制器可管理各种降功耗模式，即深睡眠模式、悬挂模式和休眠模式。在架构内部，可以用专用的供电开关关掉每个逻辑块的电源。通过布线架构的通信信号流经低摆幅驱动器和接收器，以降低互连功耗。

图3 具有多种降低功耗解决方案的概念架构

5 结论

除了目前用于现代FPGA设计的能源优化方案，一些用户设计决策也可以产生显着的功耗效益。可以预见，未来的新技术中会有更大胆地遏制功耗的架构解决方案，从而使新的FPGA应用成为可能。