Altera Cyclone V FPGA采用了28-nm低功耗(LP)工艺技术进行开发，为需要5G收发器的应用提供了低功耗解决方案。与前几代产品相比，Cyclone V FPGA功耗降低了40%，均衡的降低了所有领域的功耗。
图1：Cyclone V FPGA与前几代FPGA的功耗对比
硅片和体系结构优化
Altera采取了很多措施来降低Cyclone V FPGA的功耗，包括使用28-nm LP工艺技术、降低内核电压、精细的选择低VT和高VT晶体管来降低静态功耗、低栅极电容、功耗优化收发器体系结构，以及大量的硬核知识产权(IP)等。例如，新的多端口存储器控制器硬核IP模块和PCI Express®硬核IP模块比软核逻辑实现的功耗分别降低了10%和20%。这些模块和收发器模块在不使用时可以关断，从而提供了进一步降低设计总功耗的新机制。
低功耗的优势
Cyclone V FPGA提高了集成度，同时降低了功耗，在多种应用中具有明显的系统级优势：
- 便携式或者手持式电池供电的产品
- 空间受限以及其他散热困难的环境
- 对价格敏感的应用，采用制冷系统的性价比不高。
精确的功耗估算和分析
Altera提供业界最精确和最全面的功耗管理设计工具，简化了从设计构思到实施过程中的功耗估算和分析。Altera提供以下功耗估算和分析资源：
整个设计过程中，在设计构思阶段，您可以使用PowerPlay早期功耗估算器(EPE)，在设计实施阶段，使用PowerPlay功耗分析器。PowerPlay EPE是一种基于表格的分析工具，可以根据器件和封装选择、工作条件以及器件使用情况来进行早期功耗估算。PowerPlay EPE中的功耗模型与硬件相关，保证了能够对设计功耗进行精确估算。
PowerPlay功耗分析器是更详细的功耗分析工具，它使用实际的设计布局布线、逻辑配置和仿真波形，非常精确地估算动态功耗。功耗分析器使用正确的设计信息，精度总体上能够达到10％。Quartus II PowerPlay功耗模型与硬件测量结果相关，这些测量结果建立在每一电路5,000多个测试配置基础上。
在整个设计过程中，功耗管理资源中心提供关于功耗、散热管理和电源管理的信息。
Quartus II 功耗优化
详细的设计实施可以提高性能，减小面积，降低功耗。以前，通过布局布线设计流程，寄存器传送级(RTL)自动在性能和面积上达到均衡。Altera在设计流程中集成功耗优化功能方面一直处于领先地位。Quartus II PowerPlay优化工具自动使用Cyclone V体系结构功能来进一步降低功耗，使得总功耗降低了10%。
Quartus II 软件有很多自动功耗优化功能，这些功能对用户而言是透明的，它提供详细的FPGA体系结构使用情况，以降低功耗，这包括：
- 变换主功能模块
- 映射用户RAM，降低其功耗。
- 重构逻辑，降低动态功耗。
- 正确地选择逻辑输入，减小频繁触发网络的电容。
- 降低了内核逻辑的面积和连线要求，减小了布线的动态功耗。
- 修改布局，降低时钟功耗。
相关链接
- Quartus II手册第2卷第11章功耗优化 (PDF)
- Cyclone IV PowerPlay早期功耗估算器
- Quartus II PowerPlay功耗分析和优化技术
- 功耗管理资源中心
