Контроль температуры ядра ПЛИС Cyclone IV. Опции

[jks]

Есть задача контролировать температуру ядра ПЛИС Cyclone IV (EP4CGX30CF23) и при превышении определенного критического значении автоматом понижать тактовую частоту.
На плате установлен температурный датчик, который измеряет среднюю температуру платы, но он завязан не на ПЛИС, а на управляющий сопроцессор.
Плата находится внутри герметичного прибора. Принудительной вентиляции нет.
Собственно вопрос возник из-за того, что ПЛИС EP4CGX30CF23 достаточно мощная и сейчас используется по минимуму, но если загрузить по полной, то потреблять
будет достаточно много. При длительной работе в таком режиме в условиях максимальной рабочей температуры окр. среды возможен перегрев.
Температурный диапазон -20 +50.

Возникла мысль каким либо образом использовать зависимость разброса параметров от температуры (PVT) логики или выходных буферов для этих целей.
НО пока нет уверенности, что это реально.

Может у общественности есть какие мысли по этому поводу?

ПС: Собственно необходимо не измерение температуры, а поддержание температуры ядра в диапазоне стабильной работы и переход в режим пониженного потребления за счет понижения производительности.

[jks]

Вот здесь описана идея динамического потребления с использованием встроенного в Xilinx Virtex-II термодиода.

http://www.synopsys.com/COMMUNITY/UNIVERSI...iveConFPGA.aspx
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summa...10.1.1.150.9806
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summa...=10.1.1.61.6704

А без встроенного термодиода кто-нибудь встречал решение?

Вот нашел статейку где индусы при помощи генератора на линии задержки и внешней опоры измеряют температуру кристалла.
http://ijeit.com/vol%201/Issue%205/IJEIT1412201205_59.pdf

Из графика видно что частота (показания счетчика) практически экспоненциально меняется с ростом температуры.
И теоретически показания счетчика можно использовать в качестве датчика температуры кристалла.
Осталось попробовать в железке.


Сообщение отредактировал jks - Dec 24 2012, 12:31

[Caxec]

Циклон 30-ка вряд ли будет много потреблять, на вскидку не более 1А по ядру. Воспользуйтесь альтеровским Early Power Estimator, чтобы прикинуть тепловыделение. ИМХО, если в корпусе нет мощных источников тепла, то при внешней температуре 50 С беспокоится не о чем.

Сообщение отредактировал Caxec - Dec 24 2012, 18:30

[dvladim]

Вот нашел статейку где индусы при помощи генератора на линии задержки и внешней опоры измеряют температуру кристалла.

Можно конечно кольцевой генератор сделать, но его частота будет сильно зависеть не только от температуры, но и от напряжения питания и самой схемы (быстрая/медленная). Т.е. придется калибровать каждую схему.

Без специализированного диода можно сделать на обычном IO элементе. В каждом IO есть диод. Подаёте отрицательное напряжение на ногу, и открывается диод ESD защиты. Он довольно мощный, как и у обычного диода у него линейная зависимость напряжения от температуры (если подавать фиксированный ток).