FPGA电源设计适合并行工程吗？

　　早期功耗预估器可以帮助电源设计师输入FPGA上不同子系统的使用率估计值。在工具实例中，快照底部栏提供的工作表用于捕获每类资源的功耗值，包括逻辑、内存、各种I/O和硬件信号处理资源。这些值还可以供工具中的其它工作表使用。

　　然而，只是估计功耗是不够的——电源设计师需要设计电源树以支持FPGA设计师意图如何使用FPGA.通过估计FPGA设计总的静态和动态功耗，这些工具可以帮助电源设计师将功耗要求转换为合适的电源树，同时确保设计符合设计团队的系统权衡决策，并满足电流与电压要求。包括图2所示例子的一些工具可能会建议能够满足设计需求的电源管理器件。预估器反映了FPGA供应商和设计师的多年经验，在基于实际设计实现的数字出来之前非常管用。

　　随着FPGA设计的进展，电源设计师开始使用电源分析工具并根据详细信息更加精确地获知功耗和电源要求，比如来自FPGA设计工具的网表输出，设计是如何在FPGA中实现的等。

　　功耗预估和分析工具的目的是帮助设计师建立早期的功耗预算指南。有了早期的功耗预估值，设计团队就能同时开展电路板的设计搭建和FPGA设计，不仅节省了时间，而且一旦FPGA设计完成就会形成更具决定性的电路板设计，从而帮助团队完成更高效的测试和优化。

　　电源设计师需要在系统硬件集成过程中测量和验证实际的FPGA性能，因为FPGA对实际设计和环境工作条件非常敏感，可能与估计和分析工具的结果有所出入。

　　关于协商

　　有关估计和系统集成功耗数值可能不同的最终免责声明并不会给我们带来很多信心。即使使用这些数值，电源设计师仍然面临极大的不确定性。我们绕了一大圈又回到了FPGA电源设计是否为并行工程技术做好准备的原地。

　　与航空和微处理器团队如何能够理解上游设计决策如何影响下游设计要求的例子相似，理解电源设计要求如何受电路板与FPGA设计师早期选择的影响为每个团队成员提供了一种机制和机会，即他们可以在成本固定进设计之前就开始交流和协商如何优化整个系统，而不只是系统的一个部分。

　　从项目开始就与开发团队的每位成员进行早期协调和交流的主要价值是，尽可能在设计过程早期发现不同领域专家——本例中是电源设计师、FPGA设计师和电路板设计师以及位于或影响电路板的其它系统元件、FPGA和电源系统的设计师——之间的假设脱节问题。在这点上，受影响的组员相互间可以讨论、争论甚至争吵，最终以较低成本开始和完成寻找及协商解决方案的过程，因为他们需要避免所有昂贵的重复工作以及后期设计阶段的要求更改。

　　能够有选择地使用更高效的开关型稳压器要求掌握有关系统功耗要求的相当准确的预知能力，以便在正确位置有合适大小的电路板空间能被分配给电源稳压器和元件，从而满足包括电压纹波容差要求在内的电源要求。一个不良或不准确的功耗预测结果可能意味着使用较低效率的稳压器来满足电压纹波要求，但这个“纹波”给设计的其余部分提出了额外的要求，比如需要更大的电源，需要散发更多的热量，甚至使FPGA工作在较慢的速率。

　　功耗估计和分析工具的一个重要价值是让每个人都尽早地关注功耗。在当代设计中，FPGA可能是影响系统性能和功耗的主要因素——因此也可能是电源设计的主要考虑部分。从设计过程一开始就与电源设计师协同工作有助于讨论系统权衡决策以及如何使用FPGA、然后使用工具获得更早更精确的功耗估计。

　　成功并不是在你开始之前就使所有系统要求变得正确，而是尽可能早的发现和放弃不好的决策，并以可能最低的成本用能够指导项目更接近理想输出的决策代替之。结果是在后续项目中你能收获到更早、更方便和更精确的功耗预测的好处。

　　在我开展一些航空集成产品团队项目(我们的并行工程版本)时，我们使用了80-20规则的一个变化版本：80%的项目成本是由前面20%的设计工作确定的。在那以后，你可望做到的最好一点是应付剩余的20%.当我们知道最少部分对项目最终成本有最大影响时，我们就能高效地做出决策。

　　这个表达可能并不完全准确，但似乎里面又暗含了某些智慧。更重要的是，它提供了在你纠结于80%之前提出问题并尽可能合理地与拥有不同领域专家的团队成员合作的警告和提醒，以免在项目到达最终开发阶段时后悔莫及。