Measuring the Minimum Power Requirement of FPGA Architectural Specifications
Notice bibliographique
Résumé
Bypass capacitances bridge the gap between momentary surges of power demand caused by switching transistors and the ability of power supplies to respond to these surges. Even though bypass capacitances are not explicitly specified in FPGA architectural specifications, the gate capacitances of quiescent transistors in an FPGA architecture can act as symbiotic bypass capacitances. Since any additional dedicated bypass capacitances can increase the implementation area of an FPGA, it is important to measure the ability of the quiescent bypass capacitances in maintaining stable operating voltages while the FPGA is powered by voltage sources with limited power outputs. This work measures the ability of the quiescent bypass capacitances in maintaining stable supply voltages under limited power in the context of FPGA architectural investigations. We found that, for the 12-LUT logic cluster investigated in this work, to limit VDD value droop to 5% of the nominal VDD value, the power source must be able to produce 3 times of the average power consumed by the same logic cluster powered by an ideal voltage source. When the power output is further reduced, VDD value droop increases, resulting in significantly increased delay and reduced noise margin. In addition, the degree of parallel execution also has a significant effect on VDD value. In particular, at the nominal VDD value of 0.9 volts and the maximum power output of 28.1 uW, executing all 12 LUTs in parallel results in VDD value drooping to a minimum value of 0.370 volts while executing 1 LUT at a time results in VDD value drooping to a minimum of 0.690 volts, with both cases achieving similar computing time. These results suggest that FPGA architectural evaluations should take bypass capacitances and the power limit of voltage sources into consideration in order to design efficient FPGA architectures for low power applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».