經常接到工程師的電話，問所選擇的FPGA或SOC的功耗情況，有沒有典型值。其實針對功耗設計，工程師可以在設計的各個階段更加準確把握，以xilinx FPGA為例：

1.項目設計初期

項目設計初期會選型，工程師根據資源、IO、硬核、IP等選擇對應型號的FPGA。功耗部分xilinx提供了XPE表格（Xilinx PowerEstimator），這個XPE支持zynq、目前也有各個系列的器件列表，包括最新的ultrascale + 。

圖1.XPE的表格界面

這是比較容易使用的表格、圖形化，包括器件、散熱條件、PCB層數、主要IP和硬核資源的占用情況。當然再設計的初期，工程師是很難精確把握資源占用率的。硬核和IP的占用情況比較好評估，比如是否使用DDR的MIG等。

2. 當完成設計的工程版本后，ISE和vivado都支持比較準確的功耗評估工具。ISE對應的XPA小插件，在完成布局布線的bit文件后打開xilinx XPoweranalyzer ，能夠看到detail的資源報告，注意修改環境參數，需要更新power結果。

圖2.XPA的界面

相比ISE，vivado 的report power更加準確，可以設置更多的環境條件。

圖3.vivado power setting

Vivado中針對power的圖形化分類更加準確和詳細，動態功耗、靜態功耗都有清晰描述。這也是工程師降低功耗的優化方向。

圖4.vivado report power 結果

3. 上板調試階段

在完成工程后，很多工程師都希望實測FPGA的功耗；但實際上FPGA分為vccint、VCCO、VCCAUX等電壓，PCB板子上有很多器件，如DSP、ADC、memory等。比較難估算和測試單獨FPGA的功耗。可以通過FPGA JTAG加載前后電流變化對比動態功耗的增加情況。

降低和評估功耗是FPGA硬件設計的工作之一，在設計初期的預估功耗、設計后期的降低功耗都是FPGA工程師的設計挑戰和難點。這也是產品量產的關鍵因素之一，因為功耗影響產品的穩定性、可靠性和結構設計等。