Power Design Manager の紹介
デバイス選択からシステムレベルの電力バジェット配分や熱設計など、アダプティブ SoC FPGA を設計する上でさまざまな判断が必要になるときに消費電力の見積もりが非常に重要になります。長年、FPGA の主な消費電力見積もりツールとして Xilinx Power Estimator (XPE) が使用されてきましたが、近年では FPGA、MPSoC、アダプティブ SoC デバイスのサイズと複雑性が増し、複雑なハード IP ブロックを含む大規模デバイス アーキテクチャに対応するために、消費電力見積もり機能を強化する必要がありました。
この Power Design Manager (PDM) は、最大規模の Versal™ および Kria™ SOM 製品に対して正確かつ安定した消費電力の見積りが可能な次世代プラットフォームであり、Versal 製品ファミリに推奨される消費電力見積もりツールです。
XPE から PDM へ簡単に移行
今後は、すべての Versal デバイスの消費電力評価に Power Design Manager (PDM) の使用を推奨します。PDM は、AMD が提供する最新の消費電力見積もりツールです。AMD のアダプティブ SoC および FPGA の既存の XPE 情報を PDM へシームレスに移行できます。PDM でプロジェクトを作成する際に [Import XPE File] オプションを選択するだけで完了です。.xpe ファイルをインポートすると、PDM ツールは実装済みデザインに基づいて Versal デバイスのリソース使用量を更新します。
Versal の消費電力見積もりには、PDM をダウンロードしてください。
XPE は、引き続き Versal 製品以前のすべてのファミリをサポートします。
Versal デバイス向けの Power Design Manager
メモリ負荷や演算負荷が高く、広帯域幅を必要とするアプリケーション向けの、高速メモリ、セキュア データ管理、アダプティブ コンピューティングを 1 つのシステムで実現できるデバイスを提供しています。
ワットあたりの AI 処理性能が最先端 GPU の 4 倍以上となり、センサー機能、AI、リアルタイム制御に至るまでアプリケーション全体を高速化できるため、消費電力や熱管理に制約のあるエッジ アプリケーションに最適です。
最も要件が厳しいコンピューティング/ネットワーク アプリケーションに対応するために、適応性のあるプラットフォームに電力効率に優れたネットワーク IP コアを統合しています。
Kria K26 SOM 向けの KV260 開発プラットフォームを利用することで、複雑なハードウェア設計の知識がなくても高度なビジョン アプリケーションを簡単に構築できます。
PDM のダウンロードおよびその他のリソースへのアクセス
Power Design Manager (PDM) 2023.1 は、次の製品をサポートするスタンドアロンの消費電力見積りツールです。
電力を正確に見積もるためには、常に最新バージョンをご利用ください。
電源供給の適切なシーケンス、デカップリング、カップリングは、ボード ブリングアップを円滑に進める上で非常に重要です。PDM ツールを使用することで、2 つの電源レール間を確立できます。また、PDM は選択した温度グレード (XC、XA、XQ) に基づいて適切なデカップリング キャパシタの推奨値を提供します。
[Minimum Rails]:
選択したデバイスに対して最小数のレギュレータを使用できます。この場合、ドメインの電力管理により、スタティック消費電力を節約するメリットは享受できません。クロック ゲーティングや周波数スケーリングなどの技術を駆使することで、ダイナミック消費電力を削減することは可能です。
[Full Power Management]:
電源レールを完全に制御できるため、クロック ゲーティングや周波数スケーリングなどによるダイナミック消費電力の削減と、必要に応じて電源ドメインをオン/オフするスタティック消費電力の削減が可能になり、最大限の電力削減効果を実現できます。
PDM には、コア電圧 (Low - 0.7V、Mid - 0.8V、High - 0.88V) と (プロセッシング サブシステム) オーバードライブの設定を選択したデバイスに基づいて、これらのオプションに対応するコンソリデーションとシーケンスが表示されます。
その他、電源テーブル、電源レール グループ、 トレランス、AC リップル、すべての電流要件、さらにダイナミック デカップリングも表示されるため、ユーザーの消費電力見積もりに利用できます。
これにより、ユーザー アプリケーションに応じた適切な電力供給の設計が可能になります。
デカップリング キャパシタと配置も PDM に表示されます。XC (コマーシャル グレード)、XQ (防衛グレード) デバイス向けの推奨されるキャパシタを次に示します。
公称値 | ケース サイズ | 温度 | ESR | ESL | メーカー | メーカー製品番号 | FPGA/MPSoC に対する理想的な配置 |
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330uF | 1210 | X6S | 1mΩ | 4nH | 村田製作所 | GRM32EC80E337ME05L | BGA エッジから 1 ~ 1.5" 以内 |
100uF | 0805 | X6S | 1.5mΩ | 2.5nH | 村田製作所 | GRM21BC80G107ME15L | BGA エッジから 1 ~ 1.5" 以内 |
47uF | 0603 | X6S | 2mΩ | 2nH | 村田製作所 | GRM188C80E476ME05D | BGA エッジから 1" 以内 |
22uF | 0603 | X6S | 3mΩ | 2nH | 村田製作所 | GRM188C80G226ME15 | BGA エッジから 1" 以内 |
10uF | 0402 | X6S | 5mΩ | 1.5nH | 村田製作所 | GRM155C80E106ME44 | BGA エッジから 1" 以内 |
1.0uF | 0201 | X6S | 10mΩ | 1nH | 村田製作所 | GRM033C80J105ME05 | BGA 直下の電源/グランドビア間 |
公称値 | ケース サイズ | 温度特性 | メーカー | メーカー製品番号 | FPGA/MPSoC に対する理想的な配置 |
---|---|---|---|---|---|
330µF | 7343 | TantPoly | Kemet | T541X337M010AH6510 | 1-4" |
47µF | 7343 | TantPoly | Kemet | T541X476M035AH6510 | 0.5-3" |
22µF | 1210 | X7R | Kemet | C1210C226K8RAL7800 | 0.5-2" |
2.2µF | 0805 | X7R | Kemet | C0805C225K4RAL7800 | 0-1" |
0.47µF | 0603 | X7R | Kemet | C0603C474K4RAL7867 | 0-1" |
0.1µF | 0402 | X7R | Kemet | C0402C104K4RAL7867 | 0-1" |
検証済み電源のリファレンス デザインは、電力管理ソリューション ページを参照してください。