ISE10.1iのXPower Analyzerを使ってみる３

今まではSpartan3E-500-4 だったが、今度はVirtex4-FX12-10 だ。
Suzaku-VのVirtex4はいつも熱いので、電力食っているんじゃないかと思う。

Target Device  : xc4vfx12
Target Package : sf363
Target Speed   : -10
Mapper Version : virtex4 -- $Revision: 1.46.12.2 $
Mapped Date    : SUN 30 NOV 14:10:29 2008

Design Summary
--------------
Number of errors:      0
Number of warnings:   19
Logic Utilization:
  Number of Slice Flip Flops:           688 out of  10,944    6%
    Number of Slice FFs used for
    DCM autocalibration logic:         14 out of     688    2%
  Number of 4 input LUTs:               689 out of  10,944    6%
    Number of LUTs used for
    DCM autocalibration logic:          8 out of     689    1%
      *See INFO below for an explanation of the DCM autocalibration logic
       added by Map
Logic Distribution:
  Number of occupied Slices:            701 out of   5,472   12%
    Number of Slices containing only related logic:     701 out of     701 100%
    Number of Slices containing unrelated logic:          0 out of     701   0%
      *See NOTES below for an explanation of the effects of unrelated logic.
  Total Number of 4 input LUTs:         776 out of  10,944    7%
    Number used as logic:               519
    Number used as a route-thru:         87
    Number used for Dual Port RAMs:     156
      (Two LUTs used per Dual Port RAM)
    Number used as Shift registers:      14
  Number of bonded IOBs:                 51 out of     240   21%
    IOB Flip Flops:                      20
    IOB Dual-Data Rate Flops:             2
  Number of BUFG/BUFGCTRLs:               5 out of      32   15%
    Number used as BUFGs:                 5
  Number of DCM_ADVs:                     2 out of       4   50%
  Number of ISERDESs:                    18 out of     320    5%
  Number of OSERDESs:                    22 out of     320    6%
  Number of IDELAYCTRLs:                 12 out of      12  100%
  Number of BUFIOs:                       2 out of      24    8%

うまく動いていないが、DDR2 SDRAMコントローラのバーストテストだ。上のMAPレポートに示すように、FFの使用率は6%といくらも使用していない。
FPGAの入力クロックは100MHzだが、DDR2 SDRAMコントローラは、DCMで2倍して200MHzで動作している。早速、XPowerを起動してみてみよう。


Virtex4-FX12のFF数は10.944で、Spartan3E-500のFF数は9,312なのでほぼ同じだ。ただVirtex4-FXなのでPowerPCコアが入っている。デフォルトの状態での消費電力を比べてみる。Virtex4のFF使用率は6%、Spartan3EのFF使用率は22%、Spartan3E-500の方が4倍弱多い。

Virtex4-FX12　　：　静的消費電力0.34429W　動的消費電力0.91525W　全体消費電力1.25954W　ジャンクション温度　51.2度C
Spartan3E-500　：　静的消費電力0.09636W　動的消費電力0.61022W　全体消費電力0.70658W　ジャンクション温度　43.4度C

やはり、Virtex4-FXの方が静的消費電力も3.5倍程度になっている。動作周波数はVirtex4が200MHzで2倍だが、FF使用率は1/4くらいとなっていている。しかし、動的消費電力はVirtex4-FXの方が多い。Virtex4－FXは、全体の消費電力は1Wを超えて、ジャンクション温度は周囲温度が25度Cの状態で51.2度Cとなっている。だいぶ暖かいはずだ。。。
Spartan3E-500と同様に、すべてのトグルレートを100% にして消費電力を計算してみる。出力負荷も20pFにしてみる。


そうすると、全体の消費電力は1.60432Wとなった。これは、以前のトグル率と比べて1.27倍になっている。ジャンクション温度は58.4度Cだ。結構高くなった。これが、最高の温度だと思う。しかし、もっとロジックを使うと放熱板が必要になりそうだ。


Thermal Information を見ると、Effective ThetaJA（熱抵抗）は20.8度C/Wとなっている。Spartan3E-500 はEffective ThetaJA（熱抵抗）26.1度C/Wだった。やはり、銀ぴかの金属プレートがはまっているVirtex4の方が熱抵抗が低いようだ。Ambient Temp（周囲温度）を25度Cから40度Cにして、Updataすると、ジャンクション温度が73.9度Cとなった。


やはりVirtex4は熱いんだなということがわかった。Virtex5はどうなのか興味がわく。次にVirtex5でやってみよう。Virtex6とSpartan6 でやってみたいが、まだツールが対応していない。