インテル® Quartus® Primeプロ・エディション・ユーザーガイド: 消費電力の解析と最適化

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ID 683174
日付 4/01/2019
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. 消費電力の解析 2. 消費電力の最適化 A. インテル® Quartus® Primeプロ・エディションユーザーガイド
1. 消費電力の解析 x
1.1. 消費電力解析ツール 1.2. Power Analyzerの実行 1.3. Power Analyzer入力の指定 1.4. 消費電力解析レポートの表示 1.5. モジュラー・デザイン・フローでの消費電力解析 1.6. スクリプティング・サポート 1.7. 消費電力解析の改訂履歴
1.3. Power Analyzer入力の指定 x
1.3.1. 消費電力解析に向けたデバイスの動作条件の設定 1.3.2. 信号アクティビティー・データの指定 1.3.3. デフォルトのトグルレートの指定 1.3.4. エンティティー固有のトグルレートの指定 1.3.5. シミュレーション・ノード名の一致の回避
1.3.2. 信号アクティビティー・データの指定 x
1.3.2.1. 消費電力解析におけるシミュレーション信号アクティビティー・データの使用 1.3.2.2. ベクタレス見積もりで補足するRTL (機能性) シミュレーションの信号アクティビティー 1.3.2.3. ベクタレス見積もりからの信号アクティビティーおよびユーザーが提供する入力ピンのアクティビティー 1.3.2.4. ユーザーデフォルトのみの信号アクティビティー
1.3.2.1. 消費電力解析におけるシミュレーション信号アクティビティー・データの使用 x
1.3.2.1.1. 消費電力解析のための信号アクティビティー・データの生成 1.3.2.1.2. 消費電力解析に向けたStandard Delay Outputの生成 1.3.2.1.3. シミュレーションのグリッチ・フィルタリング
1.3.2.2. ベクタレス見積もりで補足するRTL (機能性) シミュレーションの信号アクティビティー x
1.3.2.2.1. RTLシミュレーションにおける制約
1.3.4. エンティティー固有のトグルレートの指定 x
1.3.4.1. クロックノードのトグルレート
1.5. モジュラー・デザイン・フローでの消費電力解析 x
1.5.1. デザイン全体のシミュレーションでの消費電力解析フロー 1.5.2. モジュラー・デザイン・シミュレーションの電力解析フロー 1.5.3. 複数のシミュレーションの消費電力解析フロー 1.5.4. オーバーラップ・シミュレーションの消費電力解析フロー 1.5.5. パーシャル・デザイン・シミュレーションの消費電力解析フロー 1.5.6. ベクタレス見積もりの消費電力解析フロー
1.5.5. パーシャル・デザイン・シミュレーションの消費電力解析フロー x
1.5.5.1. 信号アクティビティー計算の開始と終了タイミングの指定
1.6. スクリプティング・サポート x
1.6.1. コマンドラインからのPower Analyzerの実行
2. 消費電力の最適化 x
2.1. 消費電力に影響する要因 2.2. Design Space Explorer IIでの消費電力に重点を置く最適化 2.3. 消費電力に重点を置くコンパイル 2.4. デザイン・ガイドライン 2.5. Power Optimization Advisor 2.6. 消費電力最適化の改訂履歴
2.1. 消費電力に影響する要因 x
2.1.1. デザインのアクティビティーと消費電力の解析 2.1.2. デバイスの選択 2.1.3. 環境条件 2.1.4. デバイスリソース使用率 2.1.5. 信号アクティビティー
2.1.4. デバイスリソース使用率 x
2.1.4.1. I/Oピンの数、種類、および負荷 2.1.4.2. ハード・ロジック・ブロックの数と種類 2.1.4.3. グローバル信号の数と種類
2.1.5. 信号アクティビティー x
2.1.5.1. トグルレート 2.1.5.2. 静的確率
2.3. 消費電力に重点を置くコンパイル x
2.3.1. 消費電力に重点を置く合成 2.3.2. 消費電力に重点を置くフィッター 2.3.3. エリアに重点を置く合成 2.3.4. ゲートレベル・レジスターのリタイミング 2.3.5. インテル® Quartus® Primeのコンパイラー設定 2.3.6. Assignment Editorのオプション
2.3.1. 消費電力に重点を置く合成 x
2.3.1.1. メモリーブロックの最適化 2.3.1.2. 消費電力を考慮するロジックマッピング 2.3.1.3. 消費電力を考慮するメモリーバランスの構築
2.4. デザイン・ガイドライン x
2.4.1. クロックの消費電力の管理 2.4.2. パイプライン化およびリタイミング 2.4.3. アーキテクチャーの最適化 2.4.4. I/O消費電力のガイドライン 2.4.5. 動的に制御されるオンチップ終端 (OCT) 2.4.6. メモリーの最適化 (M20K/MLAB) 2.4.7. DDRメモリー・コントローラーの設定 2.4.8. DSPの実装 2.4.9. 高速タイル (HST) 使用量の削減 2.4.10. 未使用のトランシーバー・チャネル 2.4.11. ペリフェラルの消費電力削減に向けたXCVR設定
2.4.1. クロックの消費電力の管理 x
2.4.1.1. メモリーブロックにおけるクロックイネーブル 2.4.1.2. LABクロックの消費電力 2.4.1.3. クロックイネーブル 2.4.1.4. グローバル信号 2.4.1.5. Clockの結合
2.4.1.2. LABクロックの消費電力 x
2.4.1.2.1. LAB全体のクロックイネーブルの例
2.4.1.4. グローバル信号 x
2.4.1.4.1. Chip Plannerでのクロック詳細の表示
2.4.6. メモリーの最適化 (M20K/MLAB) x
2.4.6.1. 実装 2.4.6.2. 読み取りまたは書き込みイネーブル
2.4.11. ペリフェラルの消費電力削減に向けたXCVR設定 x
2.4.11.1. トランシーバーの設定 2.4.11.2. I/O電流強度
2.5. Power Optimization Advisor x
2.5.1. 現実的なタイミング制約の設定 2.5.2. 適切なデバイスファミリー 2.5.3. 動的消費電力 2.5.4. 静的消費電力 2.5.5. 適切なI/O Standard 2.5.6. RAMブロックの使用 2.5.7. RAMブロックのシャットダウン 2.5.8. ロジックでのクロックイネーブル 2.5.9. グリッチ低減に向けたパイプライン・ロジック
2.5.1. 現実的なタイミング制約の設定 x
2.5.1.1. タイミング情報の検索
1. 消費電力の解析
2. 消費電力の最適化
A. インテル® Quartus® Primeプロ・エディションユーザーガイド

2.3.2. 消費電力に重点を置くフィッター

インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアでは、消費電力に重点を置くコンパイルにおけるフィッターの設定をプロジェクト全体で制御できます。 Advanced Fitter SettingsダイアログページのPower optimization during Fittingロジックオプションで、消費電力最適化に対するフィッターの積極性を決定します。
表 9.  消費電力に重点を置くフィッターのオプション
オプション 説明
Off フィッターは消費電力を最小限に抑えるための最適化を行いません。
Normal compilation (デフォルト)

フィッターは配置および配線の最適化の際に、計算努力の低いアルゴリズムを適用し消費電力の最小化を行います。この手法はデザインのパフォーマンスを低下させません。

DSP機能に向け電力効率の良いDSPブロックのコンフィグレーションを生成する、DSPの最適化を含みます。
Extra effort Normal Compilationオプションでの最適化手法に加え、フィッターは配置および配線の最適化の際に、高い計算努力を要するアルゴリズムを適用し消費電力の最小化を行います。この手法は、パフォーマンスに影響を与える可能性があります

フィッターに対するExtra effortの設定は、消費電力削減に向けてデザインを最適化するための広範囲におよぶ努力を必要とします。そのため、コンパイル時間が長くなる可能性があります。

フィッターのExtra effortの設定は、配置中にロジックを接近させることでトグルの高いネットを局所化し、電力容量の低い配線を選択することで、デザインがタイミング要件を満たした後でも消費電力を最小限に抑えることができます。

Extra effortの設定は、変更値ダンプ (.vcd) ファイルを使用し、デザインの信号アクティビティーに基づきフィッターがデザインの消費電力を完全に最適化するよう導きます。フィッティング時における最良の消費電力最適化は、最も正確な信号アクティビティー情報を使用することで得られます。.vcdファイルがない場合、 インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアは、割り当て、クロック割り当て、ベクタレスの見積もり値など、SettingsダイアログボックスのPower Analyzer Settingsページの設定から信号アクティビティーを推定します。

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