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Forum: FPGA, VHDL & Co. CPLD - Leistungsermittlung so okay?


Autor: Marcus B. (xeed)
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Hallo,

ich nutze den CPLD XC2C512.

http://www.xilinx.com/support/documentation/data_s...

Nun stehen im Datenblatt eine Menge Spannungen und Ströme. Ich möchte 
einen "etwa" Wert wissen, der den Leistungsverbrauch beschreibt.

Wäre es nun zu trivial einfach P=U*I anzunehmen und dann für U=3,3V und 
I=160mA zu verwenden? U ist meine Versorgungsspannung und I habe ich aus 
dem Datenblatt, wird in Verbindung mit der Frequenz angegeben-also 160mA 
bei 180MHz. 180MHz habe ich gewählt, um den möglichsten größten 
Stromverbrauch zu haben. Nach unten kann man immer korrigieren. :-)

Danke für eure Hilfe!

: Verschoben durch Admin
Autor: Christian R. (supachris)
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Du kannst dein Design erstellen und nachher mit XPower (Teil der ISE) 
den Stromverbrauch überschlagsmäßig bestimmen...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Marcus B. (xeed)

>einen "etwa" Wert wissen, der den Leistungsverbrauch beschreibt.

Das hängt sehr stark von deiner Logik ab.

>I=160mA zu verwenden? U ist meine Versorgungsspannung und I habe ich aus
>dem Datenblatt, wird in Verbindung mit der Frequenz angegeben-also 160mA
>bei 180MHz. 180MHz habe ich gewählt, um den möglichsten größten
>Stromverbrauch zu haben. Nach unten kann man immer korrigieren. :-)

Naja, das ist der schlimmste Fall. Real wird man meist deutlich drunter 
liegen. Am besten messen.

MFG
Falk

Autor: Marcus B. (xeed)
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danke für eure hinweise. die leistungsermittlung soll nur 
überschlagsmäßig sein. also auch nicht erst messen oder in programmen 
simulieren. wenn am ende mehr rauskommt, dann ist es nicht so schlimm.

sobald die komplette schaltung in physischer form realisiert ist, dann 
soll da auch eine genauere bestimmung vorgenommen werden.

danke!

Autor: Christian R. (supachris)
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Erfahrungsgemäß funktioniert XPower recht gut, die Werte liegen sehr nah 
an den wirklich Werten. Dazu muss man nur das grobe Design fertig haben.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Marcus B. (xeed)

>überschlagsmäßig sein. also auch nicht erst messen oder in programmen
>simulieren. wenn am ende mehr rauskommt, dann ist es nicht so schlimm.

Dann nimm deine Taktfrequenz, schau ins Diagramm im Datenblatt und nimm 
den doppelten Wert. Ganz schnell Pi Mal Daumen.

MFG
Falk

Autor: pfft. (Gast)
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>Dann nimm deine Taktfrequenz, schau ins Diagramm im Datenblatt und nimm
den doppelten Wert. Ganz schnell Pi Mal Daumen.


Nein. Genau so nicht. Denn das Datenblatt (von altera) geht von 15% 
schaltenden Gattern aus. Falls alle Schalten ist der Stromverbrauch 7 
mal so hoch. Daher : dringend das Kleingedruckte im Datenblatt lesen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  pfft. (Gast)

>>Dann nimm deine Taktfrequenz, schau ins Diagramm im Datenblatt und nimm
>>den doppelten Wert. Ganz schnell Pi Mal Daumen.


>Nein. Genau so nicht.

Und ob!

> Denn das Datenblatt (von altera) geht von 15%
>schaltenden Gattern aus. Falls alle Schalten ist der Stromverbrauch 7
>mal so hoch. Daher : dringend das Kleingedruckte im Datenblatt lesen.

Eben. Denn ein TYPISCHES Design hat keine Toggle Rate von 100%. 30% 
trifft es eher. Es ist eine grobe ABSCHÄTZUNG, keine Worst Case 
Betrachtung.

MFG
Falk

Autor: Marcus B. (xeed)
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Da habe ich im Anschluss gleich noch ne Frage:

Ich habe jetzt die Formel: P=(Tj-Ta)/Rtheta verwendet.
Laut dem Datenblatt steht das P für Power Dissipation, ist es nun 
richtig, dass diese Angabe mir für meine Überlegung gar nix nützt?
Ich will ja grob den Leistungsbedarf meiner Schaltung wissen. Durch das 
berechnete P weiß ich ja aber nur die Verlustleistung über nen 
Temperaturbereich.
Kann man denn am Ende diese ermittelte Leistung mit I=P/U einfach 
berechnen???

Also ich muss sagen, ich sehe da momentan noch nicht richtig durch, 
soviele verschiedene Angaben in den Datenblättern. Für nen Neuling der 
von einer Schaltung mal ne grobe Abschätzung des Leistungsbedarfs machen 
will, ist das ganz schön verwirrend.

Ich hoffe Ihr könnt etwas Licht ins Dunkel bringen.

DANKESCHÖN!!!!!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Marcus B. (xeed)

>Ich habe jetzt die Formel: P=(Tj-Ta)/Rtheta verwendet.

Die Formel sagt dir nur, wie heiss dein IC bei einer bestimmten 
Verlustleistung wird. Wird normalerweise in umgestellter Form verwendet.

Tj = Ta + Rthetha*Pv

>richtig, dass diese Angabe mir für meine Überlegung gar nix nützt?

Richtig!

>Ich will ja grob den Leistungsbedarf meiner Schaltung wissen. Durch das
>berechnete P weiß ich ja aber nur die Verlustleistung über nen
>Temperaturbereich.

Nö, siehe oben.

>Kann man denn am Ende diese ermittelte Leistung mit I=P/U einfach
>berechnen???

Man kann sie elektrisch messen, ja.

>will, ist das ganz schön verwirrend.

Mach dir mal nicht zuviel Gedanken. Dein Design wird kaum mit 150MHz und 
voller Togglerate laufen.

MFG
Falk

Autor: pfft. (Gast)
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Ich hab Erfahrung mit unterdimensionierten Speisungen zu FPGAs. Es geht 
wirklich sehr schnell. Man liest aus denm Datenblatt 80mA und uebersieht 
dabei dass die Nummer fuer 15% der Gatter gilt. Also ein LP2951 rein, 
der ist mit 100mA ja auf der grosszuegigen Seite. Dummerweise zieht das 
Design das Dreifache. Die Spannung sackt ab. Der LP2951 muss nun mehr 
Verlustleistung abbraten wie gedacht. Die Spannung sinkt nochmals. Ein 
eingesteckter Programmieradapter wird nicht erkannt. Die Loesung : Ein 
Laborpowersupply anhaengen, vorausgesetzt man hat das vorgesehen, und 
den fehlenden Strom bringen, sodass neu programmiert werden kann.

Falls nicht bekannt ist, dass offene Eingaenge auch zu Ueberstrom 
fuehren koennen. Das sollte man als erstes beruecksichtigen.

Ich hab jeweils zwei verschiedene Spannungsregler vorgesehen, plus einen 
Steckanschluss fuer ein externes Supply.

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