YTE 102C
发布时间：2019-03-06 15:39:33点击率：
多种解决方案
为克服我们的油井摄像头设计的各类难题，我们实施了多种解决方案。
其中 重要的决定之一是选择大小合适的器件。越大型的器件的静态功耗越大，但有利于器件的散热，避免形成热点。经认证用于汽车用途的器件即使在高温下也具有较长的使用寿命，因此对于使用寿命要求不高的工业应用而言，更是一款合适的解决方案。我们已经评估了 XA（车用）系列的 LX25 和 LX45 器件免温度周期过程中发生板层分离问题中的代码并测量了器件壳体的总功耗和温度。有时如果峰值温度较低，提高器件平均温度也可接受。我们还在加速老化测试中评估了使用寿命。
我们的下一个设计选择是为器件使用设定限制。为减少器件耗散的热量，我们尽可能地避免使用逻辑单元和存储器。器件未使用得到部分会消耗静态功耗，但不会消耗动态功耗。
我们还施加了时钟门控。因为动态功耗取决于时钟速率，我们可以使用时钟门控抵消未被使用的模块的动态功耗。如果时钟树未触发，器件该部分的功耗就会降低。
我们还可以将我们使用的 I/O 数量保持在 水平。这样也可以降低 I/O 模块的功耗。
因此，通过把部分 I/O 用作虚地，我们缩短了器件内部电流的传输距离，从而降低了电源走线的焦耳效应。虚地也有助于把热量传递到地面。
因为我们不想使用所有的 I/O 和所有的逻辑单元，我们选择把这个设计分布到两个 FPGA 上（图 5）。这样就可以让热量在两个单独的位置耗散。
YTE 102C
我们还使用多个接地面。这一技巧有助于把热量从温度较高的地方向温度较低的地方传递，并提供额外的热容量。为开发板的可靠性起见，在设计热平面时应考虑避。
一个重要步骤是优化我们的代码以
降低时钟速率。降低时钟速率可以降低功耗，但也可以让器件在更高的温度下运行。作为例子，我们评估了慢速并行设计和快速流水线化设计之间的权衡取舍。
为提升设计性能，我们确保在 终装配前干燥各个组件并覆盖一层能抵御湿气的保护层。另在高温下器件会老化得更快。可以使用产品认证来衡量设计的器件实际使用寿命随温度变化情况。
我们也在生产中采用老化流程来预老化器件，移除那些老化速度看似比其他部件更快的部件（早期失效），从而只保留下 的部件。
对我们的设计流程同样重要的是使用虽然按规范其结温不得超过 125℃。此外我们还努力做到了无需热电冷却也能在 125℃ 下正常运行。
以恢复或至少检测存储器单元中或通信中的位错误。如果状态机以未使用的状态结束，也可以恢复。
我们发现在开展我们的设计时使用赛灵思功耗估算器 （XPE） 是良好的开端。TVivado® Design Suite 为采用较新型的器件的设计提供功耗估算工具。不过测量真实器件上的功耗和比较不同版本的代码经证明是 理想、 准确的做法。