实践为实-聊聊Lattice Crosslink-NX器件的功耗数据

作者:熊猫君Hello Panda,文章来源:ZYNQ分享客

大家早上好,中午好,下午好,晚上好。

很久没有在公众号发布文章了,实在是熊猫君想偷懒,纯粹是不想码字。今天主要是聊一聊Lattice Crosslink-NX的低功耗情况。不管用得怎么样,熊猫君用过的FPGA按厂家分有Intel(Altera)、AMD(Xilinx)、Lattice、紫光同创、安路、易灵思和高云。先下一个结论,就低功耗这一块讲,Lattice的低功耗器件是一骑绝尘,下面以Crosslink-NX LIFCL-40-7MG121I为例(同等级的国产低功耗器件有易灵思的Ti60SF100和AW5A器件),以实际数据为准绳,扒一扒其实际功耗性能。

图1  Lattice Crosslink-NX LIFCL-40电路.png

图1  Lattice Crosslink-NX LIFCL-40电路

图2 高云GW5AT-LV15MG132电路.jpg

图2 高云GW5AT-LV15MG132电路

图3 易灵思Ti60F100S3F2电路.jpg

图3 易灵思Ti60F100S3F2电路

一、工程配置

工程配置如下图4所示,包含了:RISC-V软核配置OV5640;MIPI DPHY CSI-2接收OV5640输出的图像;HyperRAM控制器;基于AXI总线的读写HyperRAM DMA;YCbCr4:2:2转RGB;HDMI显示;MIPI D-PHY DSI驱动LCD显示图像等功能。

图4 工程配置框图.png

图4 工程配置框图

下图5是工程的文件拓扑结构图。

图5 工程文件拓扑图.png

图5 工程文件拓扑图

二、资源占用情况

板子所用的FPGA为LIFCL-40-7MG121I,它的逻辑量为39K,84个EBR和2个512Kbit的LRAM,3个PLL,2个DPHY硬核。编译完成后的资源占用情况见下图6。

图6 编译完成后资源占用情况.png

图6 编译完成后资源占用情况

由图6可以看到,主要资源如Slice、PLL和EBR均使用了2/3左右;使用了RISC-V软核处理器、片上振荡器和2个MIPI硬核(一个用于CSI-2接收OV5640的MIPI数据,一个用于DSI驱动LCD屏)。

编译完成后打开Lattice的功耗计算工具,如图7所示,在25°常温环境工作时理论功耗为0.137瓦。

图7 Radaint功耗预估结果.png

图7 Radaint功耗预估结果

将bit文件写入到Flash,上电重启,运行效果如下图8所示,此时使用红外热成像测量FPGA封装表面温度为40°C左右(见图9),几乎没有发热,也就完全不需要采用特殊的散热机构。

图8 电路实际运行效果图.png

图8 电路实际运行效果图

图9 红外热成像测温图.png

图9 红外热成像测温图

三、总结

就目前主打低功耗的几个厂家之间比较,在同等资源利用情况下,Lattice Crosslink-NX系列FPGA具有特别明显的领先优势。即使用一个主观的感觉来判断,也是别家的在同等资源占用情况下,用手摸芯片表面会有明显发热。