DSP+FPGA平台功耗管理的研究与实现.pdf

随着电子技术的发展,人们对于电子产品的性能以及可靠性需求也日渐增 长,其中电子产品的寿命问题,也被越来越多的人所关注。然而电子产品的寿 命与集成电路的温度密切相关,温度升高,寿命相对降低。降低集成电路的功 耗可以有效的控制系统的温度,从而延长电子产品的寿命。因此,功耗成为集 成电路设计中一个十分关键的问题,而低功耗设计已逐渐成为集成电路设计中 重要的研究方向。 本文主要对原有的 DSP+FPGA 平台进行功耗的分析,综合平台本身工作特 点以及现有的功耗优化手段,本文重点采用系统级的动态功耗管理方法同时综 合电源设计、软件优化等功耗优化方法来降低平台的功耗。 本文建立了动态功耗管理模型,将系统中不同模块的工作模式进行划分, 定义了空闲模式、休眠模式,计算了进行工作模式切换的转换条件;在动态功 耗管理策略中,结合了超时策略以及预测策略,在预测策略中比较指数平均预 测算法、改进指数预测算法、应对突发状况的预测算法、灰色预测算法。总结 算法中的优点,从而结合灰色预测算法和应对突发状况的预测算法来应对实际 状况。在硬件上,采用超低功耗单片机 MSP430 进行模式控制,成功的将改进 的算法应用于 DSP+FPGA 平台的功耗管理中。 最后,在 DSP+FPGA 平台中,通过电能表,分别测量了正常工作模式、空 闲模式、休眠模式、以及采用超时策略与预测策略结合的动态功耗管理模式这 四种方式的功耗,来验证采用超时策略与预测策略的动态功耗管理方式能够更 好的降低系统功耗。