满足28 nm迫切的低功耗需求

通过软件创新降低功耗

在工艺和体系结构创新基础上，Altera在Quartus II的软件功耗优化方面进行了大量的投入。功耗驱动的编译使用功耗驱动综合和功耗驱动布局布线功能，主要用于降低设计的总功耗。对于设计人员而言，这种功耗驱动的方法是透明的，通过简单编译设置来实现。设计工程师将时序约束简单地设置为设计输入过程的一部分，对设计进行综合，满足性能要求。Quartus II为每一功能模块自动选择所需的性能，并通过功耗预知布局布线和时钟技术来降低功耗，如包括自动功耗优化的Quartus II设计流程所示。

图10.包括自动功耗优化的Quartus II设计流程

Quartus II软件在不同的编译阶段采取各种措施来降低设计的总功耗。在综合阶段，Quartus II软件提取时钟使能信号，进行时钟选通，减少对RAM模块的访问，重新构建逻辑以避免高触发网。在适配阶段，Quartus II软件找到高触发网，以降低动态功耗，优化逻辑布局，减小时钟功耗，实现高功效DSP和RAM模块配置。最后，在汇编级，Quartus II软件对未使用的电路进行编程，尽可能减小触发，或者进行关断。最终的设计以最低的功耗满足了设计人员的时序要求。

如Quartus II软件的功耗优化设置所示，设计人员可以选择不同级别的功耗优化选项，以满足设计约束要求。选择Extra Effort设置，最大限度的降低功耗，代价是较长的编译时间。不同的设计，选择不同的努力等级会有不同的结果。这一特性降低了功耗，不需要设计人员的干预，同时减小了对设计性能的影响。此外，在详细的电路模型和高级统计方法的指导下进行功耗优化，估算哪些信号是被经常触发的。通过这些信息，Altera确定高功效实现方法，不需要设计人员的额外输入(例如，对设计进行耗时的仿真以确定开关速率)。

表1.Quartus II软件的功耗优化设置

结论

Altera低功耗28-nm器件的优点包括，降低产品成本，降低或者放宽功耗预算，较低的散热要求，能够满足更多的市场需求，在同样的散热和功耗预算内进一步提高性能等。采用最全面的方法降低28-nm产品的功耗，Altera帮助设计人员满足了迫切的低功耗需求。

作者：Martin S. Won

技术部资深成员，Altera公司