Xilinx推出了新一代功耗评估工具PDM

2年前更新

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在发布Vivado 2022.2的同时，Xilinx推出了新一代功耗评估工具：PDM（Power Designer Manager）。这里我们首先介绍一下它与XPE（Xilinx Power Estimator）的主要差异。

XPE可支持Xilinx所有芯片型号，而PDM目前仅支持Versal和Kria SOM产品。

XPE是一个Excel文件，而PDM是一个独立软件，需要单独下载单独安装。

（注：PDM并非集成在Vivado中）

因此，对于UltraScale或UltraScale+芯片，仍然需要采用XPE进行功耗评估。

PDM既提供Windows版也提供Linux版，下载链接如下：

https://www.xilinx.com/products/design-tools/power-design-manager.html

接下来我们再来看看PDM的一些特色：

针对Versal ACAP中的硬核如DDR控制器等提供设置界面，以实现更为精确的功耗评估。

提供输入时钟（来自内部或外部）设置界面。

提供BRAM/URAM/DSP工作模式设置。

PDM使用流程：

PDM支持两种使用流程：手工流程和导入流程。手工流程要求工程师手动输入各种参数，如时钟频率、翻转率、各类资源使用量以及使用模式等。导入模式可直接导入.xpe文件用于功耗评估。

手工流程需要先创建PDM工程，然后填入具体芯片型号，如下图所示。

创建好PDM工程之后会显示如下界面。总体而言，这个界面由4部分构成：各类资源评估栏、整体功耗显示界面、环境参数设置界面和各类资源功耗显示界面。

如果要评估PL部分的功耗，可先进行时钟设置。PDM提供了时钟设置功能，如下图所示，点击Estimation下的Clock，右侧界面随之出现Create Clock选项。

点击Create Clock，会弹出如下界面。在这个界面我们可以设置源时钟、时钟生成模块（MMCM还是PLL）以及生成时钟。

Logic部分用于评估CLB内资源的功耗，包括LUT（查找表）和FF（触发器）。对于LUT，PDM分为三类处理：组合逻辑、移位寄存器和分布式RAM（后两者针对SLICEM中的LUT）。如果仅仅知道分布式RAM的大小（深度和宽度），可借助下图中的红色方框准确得出所消耗LUTRAM的个数。

具体使用时，建议将这三种LUT分开填写，这样可以清楚地看到每类LUT的功耗，同时对于不同时钟域下的LUT也要分开写，如下图所示。

对于Block RAM，选中Block RAM之后，.会显示Add Block Memory选项，如下图中的红色方框所示。可借助此选项更准确地得出BRAM的功耗。

对于DSP，PDM提供了详细的设置界面，如下图所示。在这个界面上，可以填写DSP的工作模式、时钟频率、是否使用了乘法器等。

对于URAM，可进行级联个数设置、Latency设置、工作模式设置、工作频率设置等，如下图所示。

此外，我们还可以进行其他部分的功耗评估，如PS、AIE、NoC、DDR控制器等硬核。

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