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1、西安電子科技大學學位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學校嚴謹?shù)膶W風和優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切的法律責任。本人簽名：日期西安電子科技大學關于論文使用授權的說明本人完全了解西安電子科技大學有關保留和使
2、用學位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產權單位屬西安電子科技大學。學校有權保留送交論文的復印件，允許查閱和借閱論文；學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨热荩梢栽试S采用影印、縮印或其它復制手段保存論文。同時本人保證，畢業(yè)后結合學位論文研究課題再攥寫的文章一律署名單位為西安電子科技大學。（保密的論文在解密后遵守此規(guī)定）本學位論文屬于保密，在年解密后適用本授權書。本人簽名：日期導師簽名：日期摘要I摘要由于FPGA設計靈活、開發(fā)周期短、研發(fā)成本低等特點，在眾多領域中得到廣泛應用。但隨著FPGA內部資源的不斷豐富、功能的不斷完善，F(xiàn)PGA所產生
3、的功耗越來越大。本文從FPGA器件的可靠性需求出發(fā)，研究FPGA功耗產生機理和熱傳導，建立適合系統(tǒng)級架構的FPGA功耗模型和等效熱模型，并通過物理板級測試對模型進行驗證。首先依據(jù)功能將FPGA劃分為不同的功能模塊，通過功耗宏模型構建方法建立屬于不同資源最小單元的功耗宏模型，在Saber軟件中運用MAST語言進行建模仿真，通過編寫Perl腳本提取資源使用率及信號跳變率，從而實現(xiàn)精確的功耗估算。然后在HotSpot軟件中繪制FPGA內部拓撲結構圖，通過修改HotSpot軟件的配置文檔，仿真獲得FPGA精確的溫度場分布，最終確定FPGA內部的熱點分布情況，
4、對FPGA可能失效的部件進行預估。模型由STM32功耗評估板進行物理驗證，通過ADC采用模塊采集串聯(lián)在FPGA電源回路的待測電阻的電流，計算得到FPGA搭載實際電路時所產生的功耗值。通過對多種不同電路測量結果的分析表明，F(xiàn)PGA功耗評估模型與物理測試結果的相對誤差在9%以內，驗證了FPGA功耗模型的正確性。關鍵詞：FPGA功耗建模熱點分析HotSpotIIFPGA功耗及熱點分析AbstractIIIAbstractWiththecharacteristicsofflexibility,shortdesigncycle,lowR&Dcostsandea
5、seofmaintenance,FPGAsareidealsolutionsinsomespecialapplicationareas.However,duetoincreasingofFPGAresourcesandimprovementofFPGAfunctions,powerconsumptionbecameacriticaldesignconstraint,andalsoFPGAreliabilityhasbecameagrowingproblem.Inthispaper,anarchitecturalFPGApowerandthermal(
6、FPT)modelispresentedtoestimatethepowerconsumptionandhotspotanalysisforFPGAs,andaphysicalpowertestboardisdesignedforFPGApowermeasurement.First,accordingtodifferentkindsoffunctions,FPGAisdividedintoseveraldifferentfunctionblocks.Macro-powerModelingisusedforbuildingmacro-power-mod
7、elforeachdifferentminimumresource.Meanwhile,itusesSabersoftwaretobuildthemacro-power-modelandsimulatethepowerconsumption,andusesPerlscripttocounttheresourceutilizationandswitchingactivity.Second,HotSpotisbasedonanequivalentcircuitwhichconsistsofthermalresistancesandcapacitances
8、thatcorrespondtoarchitecturalblocks.Aftermodifyingthef
