| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 1 绪论 | 第11-33页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第11-14页 |
| 1.2 FPGA的基本结构及主流厂商 | 第14-18页 |
| 1.2.1 FPGA的基本结构 | 第14-16页 |
| 1.2.2 FPGA主流厂商 | 第16-18页 |
| 1.3 FPGA功耗来源及其发展趋势 | 第18-22页 |
| 1.3.1 CMOS电路功耗组成 | 第18-19页 |
| 1.3.2 FPGA的功耗来源 | 第19-21页 |
| 1.3.3 FPGA的功耗发展趋势 | 第21-22页 |
| 1.4 FPGA低功耗设计技术研究现状 | 第22-31页 |
| 1.4.1 动态功耗设计技术研究现状 | 第23-25页 |
| 1.4.2 静态功耗设计技术研究现状 | 第25-29页 |
| 1.4.3 FPGA功耗评估技术研究现状 | 第29-31页 |
| 1.5 本文的研究内容和结构安排 | 第31-33页 |
| 2 面向FPGA的低泄漏功耗SRAM单元设计方法研究 | 第33-57页 |
| 2.1 引言 | 第33-35页 |
| 2.2 低功耗SRAM单元设计相关理论 | 第35-39页 |
| 2.2.1 SRAM单元结构及其工作原理 | 第35-36页 |
| 2.2.2 SRAM中泄漏电流成分及其减小技术 | 第36-39页 |
| 2.3 低功耗SRAM单元设计相关研究及存在的问题 | 第39-42页 |
| 2.4 面向FPGA的低泄漏功耗SRAM单元结构设计 | 第42-45页 |
| 2.4.1 低泄漏功耗SRAM单元设计方法 | 第42-43页 |
| 2.4.2 低泄漏功耗SRAM单元设计 | 第43-45页 |
| 2.5 仿真实验与结果分析 | 第45-52页 |
| 2.5.1 功耗和性能仿真及结果分析 | 第45-47页 |
| 2.5.2 SRAM单元噪声容限分析及仿真 | 第47-52页 |
| 2.6 基于新型SRAM单元的低功耗位翻转算法 | 第52-56页 |
| 2.6.1 问题的提出 | 第52页 |
| 2.6.2 低功耗位翻转算法 | 第52-55页 |
| 2.6.3 实验与结果分析 | 第55-56页 |
| 2.7 本章小结 | 第56-57页 |
| 3 面向FPGA的低功耗分区式多路选择器设计方法研究 | 第57-71页 |
| 3.1 引言 | 第57-59页 |
| 3.2 相关理论 | 第59-61页 |
| 3.2.1 亚阈值电压及其影响因素 | 第59-60页 |
| 3.2.2 阈值电压降低对功耗的影响 | 第60-61页 |
| 3.3 反向体偏置技术 | 第61-64页 |
| 3.3.1 体偏置技术的工作原理 | 第61-62页 |
| 3.3.2 反向体偏置技术的工作原理 | 第62-64页 |
| 3.3.3 反向体偏置技术存在的不足 | 第64页 |
| 3.4 低功耗多路选择器设计相关研究及存在的问题 | 第64-65页 |
| 3.5 面向FPGA的低功耗分区式多路选择器设计方法 | 第65-68页 |
| 3.5.1 多路选择器内晶体管工作状态及其泄漏电流分析 | 第65-66页 |
| 3.5.2 低功耗分区式多路选择器设计 | 第66-68页 |
| 3.6 仿真实验与结果分析 | 第68-69页 |
| 3.7 本章小结 | 第69-71页 |
| 4 低功耗岛式FPGA结构设计方法研究 | 第71-87页 |
| 4.1 引言 | 第71-72页 |
| 4.2 相关研究工作 | 第72-75页 |
| 4.3 低功耗岛式FPGA结构设计与机理分析 | 第75-84页 |
| 4.3.1 岛式FPGA结构 | 第75-79页 |
| 4.3.2 低功耗岛式FPGA结构设计 | 第79-82页 |
| 4.3.3 低功耗岛式FPGA结构工作机理分析 | 第82-84页 |
| 4.4 仿真实验与结果分析 | 第84-85页 |
| 4.4.1 实验方案 | 第84页 |
| 4.4.2 实验结果及分析 | 第84-85页 |
| 4.5 本章小结 | 第85-87页 |
| 5 基于FPGA内置RAM的低功耗寄存器堆设计方法研究 | 第87-98页 |
| 5.1 引言 | 第87-88页 |
| 5.2 FPGA中寄存器堆的传统设计方法 | 第88-89页 |
| 5.2.1 寄存器堆的基本结构 | 第88-89页 |
| 5.2.2 传统寄存器堆设计方法 | 第89页 |
| 5.3 基于FPGA内置块RAM的低功耗寄存器堆设计 | 第89-93页 |
| 5.3.1 FPGA内存储资源介绍 | 第89-91页 |
| 5.3.2 基于资源优化配置的低功耗设计思路 | 第91-92页 |
| 5.3.3 基于内置块RAM的低功耗寄存器堆设计 | 第92-93页 |
| 5.4 仿真实验与结果分析 | 第93-97页 |
| 5.4.1 实验方案 | 第93页 |
| 5.4.2 功耗分析流程及分析工具 | 第93-95页 |
| 5.4.3 实验结果及分析 | 第95-97页 |
| 5.5 本章小结 | 第97-98页 |
| 6 面向FPGA的低功耗容错状态机设计方法研究 | 第98-114页 |
| 6.1 引言 | 第98页 |
| 6.2 相关工作 | 第98-104页 |
| 6.2.1 有限状态机介绍 | 第98-99页 |
| 6.2.2 低功耗有限状态机设计相关研究 | 第99-101页 |
| 6.2.3 空间辐射效应及常用的容错技术 | 第101-104页 |
| 6.3 面向FPGA的低功耗容错有限状态机设计 | 第104-111页 |
| 6.3.1 低功耗容错状态机设计研究现状 | 第104-105页 |
| 6.3.2 基于FPGA内置RAM的低功耗容错状态机设计 | 第105-109页 |
| 6.3.3 系统可靠性分析 | 第109-111页 |
| 6.4 仿真实验与结果分析 | 第111-113页 |
| 6.5 本章小结 | 第113-114页 |
| 7 结论与展望 | 第114-117页 |
| 7.1 结论 | 第114-115页 |
| 7.2 展望 | 第115-117页 |
| 参考文献 | 第117-127页 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 | 第127-128页 |
| 致谢 | 第128页 |
