本发明涉及fpga外围电路领域，更具体地，涉及一种低功耗的fpga电路。
背景技术：
fpga的灵活性和高速并行处理能力在大数据时代越来越重要；尤其是在av音视频行业，随着分辨率的不断提高，大量的音视频数据需要实时处理，而fpga的高速处理能力能够在av行业发挥不可替代的作用，因此fpga广泛应用在av音视频行业。
由于fpga的特性，高速处理数据时功耗会变的非常大，温度也相应的升高，影响fpga工作的稳定性，对产品性能和甚至整个系统产生不良影响。
本发明的低功耗设计方法主要是针对intel系列fpga提出的，本发明提出从电压控制方向来降低功耗，不同于以往的增加散热片或者风扇的方式。
技术实现要素：
本发明旨在克服上述现有技术的不足，提供一种低功耗的fpga电路，简单的外围电路和芯片与fpga配合达到降低fpga功耗。
本发明采取的技术方案是，
一种低功耗的fpga电路，其包括监测模块、稳压芯片及fpga芯片，所述监测模块获取所述fpga芯片的工作电压范围值、当前工作温度和当前工作电压，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息调节其电压输出范围。
由于高速处理数据时fpga的功耗会变的非常大，温度也相应的升高，影响fpga工作的稳定性，对产品性能和甚至整个系统产生不良影响；本发明的低功耗设计方法主要是针对intel系列fpga提出的，本发明提出从电压控制方向来降低功耗，不同于以往的增加散热片或者风扇的方式，从fpga本身特性来解决温度高、功耗大问题。只需简单的外围电路配合，有效的降低fpga功耗，实现成本较低，提高产品稳定性。
优选的，所述监测模块包括电压读取模块，用于读取所述fpga芯片内部的工作电压范围值；温度检测模块，检测fpga的当前工作温度；电压检测模块，检测fpga的当前工作电压。优选的，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息对其进行判断及计算处理输出控制参数，根据所述稳压芯片的时序要求将所述控制参数写入稳压芯片，配置和控制稳压芯片的电压输出，所述稳压芯片阶段性降低其电压输出范围。
优选的，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息对其进行判断及计算处理输出控制参数，根据所述稳压芯片的时序要求将所述控制参数写入稳压芯片，配置和控制稳压芯片的电压输出，所述稳压芯片阶段性降低其电压输出范围。
优选的，所述电压读取模块获取所述fpga的电压范围为fpga芯片内部设定的电压范围：vl至vh，所述vl表示可以调节的最低电压，所述vh表示可以调节的最高电压。
优选的，当所述温度检测模块检测到温度超过40℃时，启动所述稳压芯片调节其输出范围，当所述温度检测模块检测到温度小于或者等于40℃时，维持所述稳压芯片的工作状态。
优选的，当所述温度检测模块检测到温度超过85度时，所述稳压芯片控制输出电压为vl。
优选的，所述稳压芯片通过限制电压输出范围中的最高值vm调节电压输出范围。
优选的，当所述fpga芯片的工作温度分为具有n个区间的温度范围，当所述温度检测模块获取当前的温度属于第i个区间时，
优选的，每个温度区间范围为8～12℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明需要简单的外围电路和芯片与fpga配合达到降低fpga功耗的目的；电源经过外部稳压器供电给fpga，fpga经过内部处理控制稳压芯片，实时调节稳压芯片的输出电压，在电流i不变和fpga能正常工作的情况下，功耗p＝ui，
在温度较高而不影响所述fpga芯片工作的情况下，尽可能地降低稳压器的输出电压可以降低fpga的整体功耗。
附图说明
图1为本发明的整体流程框图。
图2为本发明的监测模块流程框图。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，一种低功耗的fpga电路，其包括监测模块、稳压芯片及fpga芯片，所述监测模块获取所述fpga芯片的工作电压范围值、当前工作温度和当前工作电压，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息调节其电压输出范围。
由于高速处理数据时fpga的功耗会变的非常大，温度也相应的升高，影响fpga工作的稳定性，对产品性能和甚至整个系统产生不良影响；本发明的低功耗设计方法主要是针对intel系列fpga提出的，本发明提出从电压控制方向来降低功耗，不同于以往的增加散热片或者风扇的方式，从fpga本身特性来解决温度高、功耗大问题。只需简单的外围电路配合，有效的降低fpga功耗，实现成本较低，提高产品稳定性。
如图2所示，优选的，所述监测模块包括
电压读取模块，用于读取所述fpga芯片内部的工作电压范围值；
温度检测模块，检测fpga的当前工作温度；
电压检测模块，检测fpga的当前工作电压。
优选的，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息对其进行判断及计算处理输出控制参数，根据所述稳压芯片的时序要求将所述控制参数写入稳压芯片，配置和控制稳压芯片的电压输出，所述稳压芯片阶段性降低其电压输出范围。
优选的，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息对其进行判断及计算处理输出控制参数，根据所述稳压芯片的时序要求将所述控制参数写入稳压芯片，配置和控制稳压芯片的电压输出，所述稳压芯片阶段性降低其电压输出范围。
优选的，所述电压读取模块获取所述fpga的电压范围为fpga芯片内部设定的电压范围：vl至vh，所述vl表示可以调节的最低电压，所述vh表示可以调节的最高电压。
优选的，当所述温度检测模块检测到温度超过40℃时，启动所述稳压芯片调节其输出范围，当所述温度检测模块检测到温度小于或者等于40℃时，维持所述稳压芯片的工作状态。
优选的，当所述温度检测模块检测到温度超过85度时，所述稳压芯片控制输出电压为vl。
优选的，所述稳压芯片通过限制电压输出范围中的最高值vm调节电压输出范围。
优选的，当所述fpga芯片的工作温度分为具有n个区间的温度范围，当所述温度检测模块获取当前的温度属于第i个区间时，
优选的，每个温度区间范围为8～12℃。
具体的，所述电压读取模块读取的范围值为所述fpga芯片可以正常工作的电压范围，所述监测模块把所述范围值转换成可识别的电压值数据，并把所述电压值数据传递给所述稳压芯片作处理；
所述温度检测模块主要是实时检测和监控所述fpga芯片的当前工作温度数据，然后把所述温度数据转换成可识别的温度值，所述稳压芯片从所述fpga芯片的工作温度可以判断芯片工作是否正常，并所述fpga芯片当前的温度值传递给所述稳压芯片作处理；
所述电压检测模块主要是实时检测所述fpga芯片的当前工作电压数据，从所述工作电压数据可以判断所述fpga芯片的供电电压是否正常，并把所述供电电压传递给稳压芯片作处理；
所述稳压芯片调节模块接收上述三个模块传递过来的电压范围值、工作温度值和所述fpga芯片当前工作电压值，对上述参数进行判断及计算处理后根据所述稳压芯片的时序要求把上述参数写入所述稳压芯片，配置和控制所述稳压芯片的电压输出，保证所述fpga芯片能正常工作的情况下，降低所述稳压芯片的输出电压，根据公司功耗p＝ui，电压降低时，fpga工作的总功耗也相应的降低。
具体的，对所述fpga模块的温度检测模块检测的温度范围设置为40℃以上时，即所述稳压芯片的调节功能启动温度为40℃，当所述温度区间为：10℃时，
温度在40℃以下时，所述稳压芯片维持当前工作状态；
温度在40～50℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：vh-0.2*(vh-vl)～vl。
温度在50～60℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：vh-0.4*(vh-vl)～vl。
温度在60～70℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：vh-0.6*(vh-vl)～vl。
温度在70～80℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：vh-0.8*(vh-vl)～vl。
温度在80℃以上时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：vl。
具体的，对所述fpga模块的温度检测模块检测的温度范围设置为40℃以上时，即所述稳压芯片的调节功能启动温度为40℃，当所述温度区间为：8℃时，
温度在40℃以下时，所述稳压芯片维持当前工作状态；
温度在40～48℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：
温度在48～56℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：
温度在56～64℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：
温度在64～72℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：
温度在72～80℃时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：
温度在80℃以上时，配置所述稳压芯片的输出电压范围：vl。
本发明需要简单的外围电路和芯片与fpga配合达到降低fpga功耗的目的。电源经过外部稳压器供电给fpga，fpga经过内部处理控制稳压芯片，实时调节稳压芯片的输出电压，在电流i不变和fpga能正常工作的情况下，功耗p＝ui，在温度较高而不影响所述fpga芯片工作的情况下，尽可能地降低稳压器的输出电压可以降低fpga的整体功耗。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
1.一种低功耗的fpga电路，其特征在于，包括监测模块、稳压芯片及fpga芯片，所述监测模块获取所述fpga芯片的工作电压范围值、当前工作温度和当前工作电压，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息调节其电压输出范围。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，所述监测模块包括
电压读取模块，用于读取所述fpga芯片内部的工作电压范围值；
温度检测模块，检测fpga的当前工作温度；
电压检测模块，检测fpga的当前工作电压。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，所述稳压芯片根据所述监测模块获取的信息对其进行判断及计算处理输出控制参数，根据所述稳压芯片的时序要求将所述控制参数写入稳压芯片，配置和控制稳压芯片的电压输出，所述稳压芯片阶段性降低其电压输出范围。
4.根据权利要求2所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，所述电压读取模块获取所述fpga的电压范围为fpga芯片内部设定的电压范围：vl至vh，所述vl表示可以调节的最低电压，所述vh表示可以调节的最高电压。
5.根据权利要求4所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，当所述温度检测模块检测到温度超过40℃时，启动所述稳压芯片调节其输出范围，当所述温度检测模块检测到温度小于或者等于40℃时，维持所述稳压芯片的工作状态。
6.根据权利要求5所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，当所述温度检测模块检测到温度在85～90℃时，所述稳压芯片控制输出电压为vl。
7.根据权利要求6所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，所述稳压芯片通过限制电压输出范围中的最高值vm调节电压输出范围。
8.根据权利要求7所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，当所述fpga芯片的工作温度分为具有n个区间的温度范围，当所述温度检测模块获取当前的温度属于第i个区间时，
9.根据权利要求8所述的一种低功耗的fpga电路，其特征在于，每个区间的温度范围为8～12℃。
技术总结