Wechsel von MachXP2 zu MachXO3 - Strom sparen?

[donozo (Gast)]

Hallo,
in einem Redesign eines Produkts würde ich gerne den bisher verwendeten 
MachXP2 von Lattice gegen einen ähnlich leistungsstarken FPGA 
austauschen, der jedoch deutlich weniger Leistung verbrät. Der aktuelle 
heizt sich bei Betrieb auf 60°C auf bei offenem Betrieb ohne Kühlkörper 
(laut Lattice Power Estimator etwa 750mW), leider ist das - so wie immer 
- etwa 750mW über dem, was das Plastikgehäuse abführen kann. Auf dem 
FPGA läuft eine kleine Bilder-Pipeline (zwischen Sensor und Prozessor, 
jeweils 3.3V paralleles Interface), die etwa 10 Zeilen speichert (also 
10 EBRs), ein I2C Slave, ein UART und ein SPI, und noch ein bisschen 
Kram. Insgesamt sind das dann ca. 3000 LUTs/FFs + 2 PLLs für vier 
Clock-Regions und 10 EBRs. Nun bin ich auf der Suche nach passendem 
FPGA-Ersatz, und hier wird die MachXO3-Reihe interessant. Da ich bisher 
jedoch nicht die Zeit freigeschaufelt bekommen habe, das Design zu 
entwickeln, kann ich mit Lattice Diamond keine Power-Abschätzung machen.

Nun zu meiner Frage: Wie sparsam ist der MachXO3 gegenüber dem MachXP2, 
wie sehr wirkt sich die Nutzung der 1.2V-Variante gegenüber der 
2.5/3.3V-Variante auf den Stromverbrauch aus, und wo lässt sich am 
meisten Strom bei FPGAs generell sparen? Sind es die PLLs, allgemein der 
Takt (zurzeit 24 MHz - 72 MHz), die genutzten LUTs/EBRs/FFs, oder IOs?

[Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen)]

Der MachXO3 hat mit seine 40nm Struktur schon Vorteile gegenüber die 
65nm des MachXO2. Wieviel das im Endeffekt ausmacht, kann man allerdings 
erstmal nicht vorhersagen.

Welcher Teil wieviel vom Kuchen ausmacht, hängt stark vom Design ab. 
Wenn im FPGA viel prozessiert wird, sind wahrscheinlich die ganzen 
Register die togglen der größte Verbraucher. Highspeed I/Os sind in der 
Regel auch sehr hungrig, vorallem bei 3.3V.

Als Daumenregeln kannst du ansetzen: Je niedriger die Core und Bank 
Spannung, desto geringer die Leistungsaufnahme.

Wenn du zuverlässig wissen willst ob du die 750mW zuverlässig einsparen 
kannst, dann hilft nur probieren und messen. Wie gut die 
Leistungssimulationen bei Lattice funktionieren kann ich nicht sagen. 
Habe das bisher nur bei Xilinx machen müssen und war da recht zufrieden.